Verres à base de tellure pour l'optique infrarouge et la thermoélectricité

par Clément Conseil

Thèse de doctorat en Sciences des matériaux

Sous la direction de Bruno Bureau et de Catherine Boussard-Pledel.

Soutenue en 2012

à Rennes 1 , dans le cadre de École doctorale Sciences de la matière (Rennes) , en partenariat avec Université européenne de Bretagne (autre partenaire) .


  • Résumé

    Les verres de chalcogénure sont étudiés pour leurs propriétés optiques dans l'infrarouge. Ces propriétés, les rendent incontournables pour la mise en œuvre du projet Darwin de l'ESA. Ce projet consiste à détecter la présence d'eau (6 µm), d'ozone (9 µm) et de dioxyde de carbone (15 µm) sur des exoplanètes. Des fibres monomodes ont été obtenues de façon reproductible dans le système vitreux Te-As-Se. Ces fibres transparentes jusqu'à 12 µm sont appropriées pour la détection de l'eau et de l'ozone. Pour la détection du CO2 à 15 µm, des fibres en verre de tellure sont développées. Une nouvelle technique de conception des préformes, basée sur un processus de moulage, a été étudiée et les résultats obtenus sont prometteurs. Parallèlement, de nouveaux verres dans le système Te-Ge-AgI présentant une très bonne stabilité thermique ont été synthétisés. En effet, pour la première fois, aucun pic de cristallisation n'est observé lors de l'analyse thermique d'un verre de tellure. De plus, des fibres ont été réalisées et elles présentent des pertes optiques intéressantes, ainsi qu'une large transmission dans l'infrarouge. Par ailleurs, les verres de tellure ayant un comportement de semi-conducteur et présentant une conductivité thermique basse sont de bons candidats potentiels comme nouveau matériau dans le domaine de la thermoélectricité. Le nouveau système vitreux Te-As-Se-Cu a été exploré, dans lequel jusqu'à 30% de cuivre peuvent être incorporés. Une conductivité électrique, parmi les plus élevés pour un verre de chalcogénure a été mesurée pour ce système.

  • Titre traduit

    Tellurium based glasses for infrared optics and thermoelectricity


  • Résumé

    Chalcogenide glasses have been studied for their optical properties in the infrared region. By this, they are unavoidable to complete the ESA Darwin project which consists in detecting the presence of water (6 µm), ozone (9 µm) and carbon dioxide (15 µm) on exoplanets. Singlemode fibers have been obtained in a reproducible way in the vitreous system Te-As-Se. These fibers transparent up to 12 µm are suitable for the detection of water and ozone. For the CO2 at 15 µm detection, fibers in tellurium glasses are developed. A new technic for the perform design, based on a molding process, has been studied and the first results are promising. In parallel, new glasses in the system Ge-Te-AgI system presenting a very good thermal stability have been synthesized. Indeed, for the first time, no obvious crystallization peak is observed during the thermal analysis of a tellurium glasses. Moreover, fibers have been drawn showing interesting optical losses and quite large transmission in the mid-infrared Otherwise, tellurium glasses having a semi-conductor behavior and presenting a low thermal conductivity are good candidates as new materials in the thermoelectricity field. The new vitreous system Te-Se-As-Cu has been explored with the introduction of copper up to 30%. An electrical conductivity, among the highest for a chalcogenide glass bulk material, has been measured in this system.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (123 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres

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  • Bibliothèque : Université de Rennes 1. Service commun de la documentation. BU Beaulieu.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TA RENNES 2012/76
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