Thème :
Stockage de l’énergie
Présentation :
Les méthodes de stockage de l’hydrogène sous forme solide mettent en jeu des mécanismes d’absorption ou d’adsorption de l’hydrogène par un matériau. Il peut être stocké sous forme d’hydrures métalliques. Son absorption résulte de la combinaison chimique réversible de l’hydrogène avec les atomes composant les matériaux solides tels que les composés à base de Mg, les alanates et les pérovskites. Avant d’envisager des applications à grande échelle, il faut aussi maîtriser certains paramètres comme la cinétique, la température et la pression des cycles de charge et décharge de l’hydrogène dans ces matériaux.
Thème :
Les alliages d'Heusler
Présentation :
La réfrigération magnétique représente une thématique de recherche émergente qui constitue une alternative écologique et économique de fabrication du froid. Sa production s’appuie aujourd’hui essentiellement sur des techniques classiques de compression et de détente de gaz (CFC, HFC et HCFC) qui sont malheureusement, des gaz à effet de serre, et contribuent au réchauffement climatique. L’un des principaux enjeux est la réalisation d'une réfrigération induite par l’effet du champ magnétique à l’état solide en utilisant de matériaux spécifiques tels que les alliages d’Heusler type Ni-Mn-X (X=In, Sn). La composition, la stœchiométrie, la mise en forme et la qualité du matériau vont conditionner la dépendance en température et en champ magnétique de ces transformations. Ces alliages sont très intéressants car ils présentent des propriétés multifonctionnelles à savoir magnétiques, magnétocaloriques, magnétoélectriques, etc.
Thème :
Alliages à haute entropie (high entropy alloys, HEAs)
Présentation :
Les alliages à haute entropie (AHE) (en anglais high entropy alloys, HEAs) constituent une nouvelle famille de matériaux prometteurs. Ils ont été étudiés pour la première fois en 2004. Ces alliages aux compositions complexes contiennent au moins cinq éléments métalliques en proportions égales/voisines. La répartition aléatoire de ces éléments conduit à des structures désordonnées avec une « entropie de mélange élevée ». Le désordre à l'échelle atomique confère à ces matériaux des propriétés uniques qui ne peuvent être atteintes avec les alliages conventionnels. Ils sont caractérisés par la formation d'une solution solide de structure cubique centré (CC), cubique à faces centrées (CFC), hexagonale ou d’un mélange de deux structures. Les AHE sont des matériaux émergents pour des applications avancées. Grâce à un grand nombre de compositions possibles, ces alliages sont d’une grande richesse microstructurale leur conférant d’excellentes propriétés magnétiques, électriques et thermiques qui surpassent largement celles des matériaux conventionnels. En plus, ils ont une bonne résistance à la corrosion, à la traction, à la rupture et à l’oxydation en plus d’une dureté enlevée. Ces alliages trouvent des applications dans de nombreux domaines à savoir, la protection de l’environnement et des radiations, le domaine biomédical, comme matériaux thermoélectriques, magnétocaloriques, supraconducteurs, catalyseurs, etc. Ils ont une bonne tenue à haute température, en atmosphère ou en milieu très agressif (aéronautique, énergie, nucléaire, …). Ils peuvent être utilisés pour le stockage de l’hydrogène.