Réalisation de revêtements composites par voie liquide pour la gestion des infrarouges solaires - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2020

Realization of composite coatings by liquid techniques for solar infrared light management

Réalisation de revêtements composites par voie liquide pour la gestion des infrarouges solaires

Résumé

This PhD project focuses on the designing, realization and characterization of coatings deposited by liquid means, for the management of infrared solar light, regarding applications towards building efficency and solar energy harvesting. We aim to produce composite thin films, composed of polymeric matrix in which solid inclusions are added. An engineering of these inclusions permits one to reach the desired functionality. A complete modelling of composite thin film on a substrate is proposed. An optimal transport regime of light is found where the absorption is enhanced by the addition of scattering. A bench for thin film production is realized and experimental methods of characerization of the various physical phenomena occuring during material deposition is studied. A theoretical and experimental study of the influence of the optical properties of thin film on its thermal performances is proposed. Polymeric thin films containing gold nanoparticles are used as proof-of-concept of the enhanced heat generation by light scattering. Also, PEDOT:PSS/Silicon thin films are realized to control independently the absorption and scattering in films and explore such optimal regime in the near-infrared part of the spectrum.
Ce projet de thèse porte sur la conception, la réalisation et la caractérisation de revêtements déposés par des méthodes d'enduction liquide pour la gestion des infrarouges solaires, en vue d'applications comme la gestion thermique des bâtiments et la récupération énergétique solaire. La piste explorée dans ce projet est l'utilisation de films fins composites, correspondant à une matrice dotée d'inclusions dont une ingénierie optique permet d'atteindre la fonctionnalité visée. Une modélisation complète à toutes les échelles d'un film composite sur un substrat est proposée. Un régime optimal de propagation lumineuse où l'absorption du matériau est amplifiée par l'ajout de diffusion est mis en lumière dans cette étude, représentant une stratégie intéressante pour le blocage du rayonnement sur de faibles épaisseurs. Un moyen de production de film fins est mis en place et des méthodes de caractérisation des divers phénomènes physiques intervenant durant le processus de réalisation des films sont étudiées. Une étude à la fois théorique et expérimentale de l'influence des propriétés optiques des inclusions sur les performances thermiques de ces revêtements est proposée. Des films polymères chargés en nanoparticules d'or sont utilisés comme preuve de concept de l'utilisation de la diffusion comme moyen de contrôle du rayonnement incident. Des films de PEDOT:PSS/Silicium sont également réalisés pour contrôler de façon indépendante absorption et diffusion dans le film et observer le régime optimal d'absorption dans la gamme du proche infrarouge.
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LEHTIHET_MONCEF_2020.pdf (82.47 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03116403 , version 1 (20-01-2021)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03116403 , version 1

Citer

Moncef Lehtihet. Réalisation de revêtements composites par voie liquide pour la gestion des infrarouges solaires. Autre. Université de Bordeaux, 2020. Français. ⟨NNT : 2020BORD0226⟩. ⟨tel-03116403⟩
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