Développement de conducteurs moléculaires et d'oxydes métalliques nanostructurés pour l'industrie aérospatiale

par Matthieu Souque

Thèse de doctorat en Nanophysique

Sous la direction de Lydie Valade et de Bruno Chaudret.

Soutenue en 2011

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    Au cours de ce travail de thèse, l'utilisation de matériaux nanostructurés a permis d'obtenir des solutions performantes pour trois applications distinctes proposées par Thales Alenia Space et le CNES. La première application visée était le développement de matériaux légers et faciles à mettre en œuvre pour contrôler l'environnement électromagnétique des boîtiers hermétiques qui contiennent l'électronique embarquée dans les satellites. L'obtention de nanoparticules du complexe à transfert de charge TTF-TCNQ qui peuvent être facilement solubilisées a permis de résoudre le problème de mise en forme des conducteurs moléculaires. Les solutions de nanoparticules permettent de déposer des films dont les permittivités réelles et imaginaires sont supérieures à 100 de 1 à 18 GHz. De tels films sont très intéressants pour le blindage électromagnétique. De plus, ces solutions peuvent être incorporées à des matrices pour obtenir des matériaux à fortes permittivités réelles et tangentes de pertes réduites qui sont intéressants pour l'absorption électromagnétique au-delà du GHz. L'objet de la seconde étude était la préparation de revêtements froids antistatiques pour les réflecteurs solaires flexibles. La synthèse directe de nanoparticules de ZnO de 3 nm dans une matrice silicone produite par la société MAP et le CNES a permis d'obtenir des propriétés optiques supérieures à celles obtenues par dispersion aux ultra-sons de poudres nanoparticulaires. En revanche, le test de certification du caractère antistatique des revêtements n'a pas pu être fait dans le cadre de cette thèse. La troisième étude consistait à évaluer en dosimétrie des dispositifs à couche sensible de nanoparticules de SnOx. Leurs sensibilités aux irradiations gammas mesurées à l'ONERA sont comparables à celles des RADFET utilisées actuellement. Des créations de paires électrons-trous et la désorption d'oxygène (conjointement à la réduction de l'oxyde d'étain) sont responsables de la diminution de résistance des capteurs.

  • Titre traduit

    Nanostructured molecular conductors and metal oxides for spatial industry


  • Résumé

    The preparation of nanostructured materials by chemical methods yielded to competitive solutions for three applications chosen by Thales Alenia Space and the CNES. The main part of the work was dedicated to obtaining light and easy to handle materials for Electro Magnetic Interference (EMI) shielding and absorption beyond 10 GHz, in order to ensure the EM Compatibility (EMC) in hermetic Radio Frequency (RF) electronic boxes on-board satellites. The developed colloidal solutions of the molecular conductor TTF-TCNQ can be directly deposited onto various substrates. The deposited films exhibit real and imaginary permittivities above 100 between 1 and 18 GHz and consequently excellent EMI shielding performance for a material density lower than carbon's. Composite materials containing this material have also been prepared to demonstrate the ability to control the material permittivities on purpose to prepare Radar Absorbing Materials (RAM). The second issue addressed during this work was conferring an antistatic property to a passive thermal control coating without degradation of its thermo-optical properties. The use of a chemical approach to nucleate ZnO particles into the resin yielded to 3 nm particles without agglomerates in the resin. The thermo-optical properties of these composites were superior to sonically dispersed particles prepared in the past. The Electrostatic Surface Discharge (ESD) tests were to be carried out at ONERA after this work. Last, we evaluated the performances of dosimeters whose sensitive material was nanostructured Sn/SnOx. Their sensibilities to gamma rays (measured at ONERA) were similar to the latest RADFET and they exhibited an excellent morphological stability under harsh solicitations.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (355 p.)
  • Annexes : Bibliogr. en fin de volume

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2011 TOU3 0022
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