Matériaux Hautes Températures et Carburants Solaires

Politique scientifique. Objectifs

L'équipe « Matériaux Hautes Températures et Carburants Solaires» utilise l'ensemble des spécificités des fours solaires afin :

  • d’une part, d’élaborer et de caractériser de nouveaux matériaux, de simuler des conditions extrêmes de température, sous environnement chimique et pression contrôlés, appliquées à des matériaux afin d’étudier leur comportement physico-chimique à haute température. Les recherches permettent de produire et de qualifier ces matériaux destinés aux domaines de l’espace (bouclier thermique de véhicules spatiaux réutilisables, de sondes solaires…) et de l’énergie (parois des réacteurs nucléaires de Génération IV, récepteurs solaires haute température…).
    Concernant l’élaboration, des nanomatériaux sont produits sous la forme de poudres nanométriques d'oxydes métalliques purs ou dopés présentant des propriétés électrochimiques, électroniques, magnétiques, photoluminescentes améliorées par rapport à celles obtenues par des méthodes plus traditionnelles. L'élaboration et la caractérisation de matériaux céramiques ou vitreux est aussi une activité de recherche de l'équipe. Concernant la simulation de conditions extrêmes, et en particulier, les propriétés et interactions de surface dans des milieux fortement réactifs (plasmas hors-équilibre, milieux fortement ionisés), les recherches s'appuient sur le développement d'expérimentations sophistiquées intégrant des enceintes d'essai destinées à simuler les effets de couplage des contraintes et des méthodes de mesure originales (pyro-réflectométrie, spectroscopies optiques d'émission), d'études à différentes échelles et de modélisation par CFD (Ansys-Fluent) et par Dynamique Moléculaire.
  • d’autre part, de développer des procédés de production de carburants synthétiques comme l’hydrogène à partir d'énergie solaire thermique sans émission de gaz à effet de serre. En effet, l'hydrogène est un vecteur énergétique qui permet le stockage à long terme et le transport de l'énergie solaire. Les différentes voies développées concernent par exemple le craquage de méthane et de gaz naturel qui permet la co-production d'hydrogène et de noir de carbone et les cycles thermochimiques de décomposition de l'eau. Le recyclage et la valorisation du CO2 pour la production de combustibles de synthèse sont aussi étudiés.

L’ensemble de ces recherches s'appuie sur les spécialisations du laboratoire dans les domaines de la caractérisation structurale et physico-chimique des matériaux telles que XPS-Auger, DRX, ATD, ATG, MEB, AFM, profilométrie…

Thèmes scientifiques

Personnels de l'équipe

Permanents



Ludovic CHARPENTIER, CR1 CNRS, Responsable
Marianne BALAT-PICHELIN, DR1 CNRS
Stéphane ABANADES, DR2 CNRS

Doctorants



Laurie ANDRE (depuis 2014)
Lucile BARKA (depuis 2015)
Quentin BELLOUARD (depuis 2014)
Srirat CHUAYBOON (depuis 2016)
Johann COLAS (depuis 2016)
Anita HAEUSSLER (depuis 2017)
Cassandre PIRIOU (depuis 2015)

Post-Doctorants




Jean PUIG