Soutenance de Thèse: Gaspard TAXIL

"Modeling, characterization and implementation of ferroelectric materials and their phase transitions for energy  harvesting under extreme conditions "

01/02/2024 - 9h00 -  INSA Lyon  - amphithéâtre Gaston Berger et VISIOCONFERENCE

Laboratoire INSA : LGEF

Ecole doctorale : ED160 EEA
Ce travail de recherche se concentre sur l’utilisation des transitions de phases des matériaux ferroélectriques pour la récupération d’énergie mécanique. La récupération d'énergie mécanique est une approche alternative pour alimenter des dispositifs et des capteurs. Cela est d’un grand intérêt, surtout compte tenu de l’essor des dispositifs interconnectés et du besoin de produire de l’électricité décarbonée. Cette thèse a la particularité de s’intéresser aux systèmes non résonnants, ce qui reste encore peu exploité en récupération d’énergie. L'un des principaux défis avec cette approche est la nécessité de maximiser la récupération d'énergie par cycle pour la rendre viable. Ainsi, l'utilisation de cycles thermodynamiques permet d'optimiser l'énergie récoltée. Le cycle d’Ericsson,communément appelé cycle d’Olsen dans le domaine de la récupération d'énergie pyroélectrique,a attiré l'attention en raison de ses remarquables capacités de conversion d'énergie. Ce cycle comprend deux processus isostatiques et deux processus isoélectriques et il offre une bonne solution pour la récupération d'énergie mécanique non résonante. Dans ce contexte, les matériaux ferroélectriques (une classe particulière des matériaux  piézoélectriques)  montrent  un  potentiel  significatif  pour  être  utilisés  dans  la récupération d'énergie mécanique en tant que transducteur en raison de leurs propriétés exceptionnelles. Une caractéristique notable de ces matériaux est leur capacité à afficher des transitions de phase induites par des variations de température, de champ électrique et  de  contrainte.  L'exploitation  de  ces  transitions  de  phases  peut  s’avérer  prometteur pour améliorer la récupération d'énergie, étant donné que les matériaux présentent des propriétés non linéaires à proximité de ces transitions. Ainsi, ce travail propose grâce à la modélisation,  la  caractérisation  et  l’implémentation  de  ces  matériaux  ferroélectriques dans des dispositifs de récupération d’énergie, d’utiliser ces non-linéarités induites par la contrainte et par le champ électrique pour améliorer la conversion d’énergie mécanique.