Soutenances autorisées pour l'école doctorale
[ED 591 PSIME] École Doctorale Physique, Sciences de l'Ingénieur, Matériaux, Énergie
Liste des soutenances à venir 3
Dévelοppement d'οxydes transparents cοnducteurs de nοuvelle génératiοn par ALD
Doctorant·e
JOLIVET Aline
Direction de thèse
LABBE Christophe (Directeur·trice de thèse)
CARDIN Julien (Co-directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
06/06/2023 à 10:00
Lieu de la soutenance
Salle des thèses, S3 102, campus 2, UCN
Rapporteurs de la thèse
DUMONT YVES Professeur des universités Université Paris Saclay
SCHNEIDER NATHANAËLLE Chargé de recherche HDR Chimie ParisTech
Membres du jurys
BLANQUET ELISABETH,
Directeur de recherche,
Université Grenoble Alpes
CARDIN Julien,
Ingénieur HDR,
Université de Caen Normandie
DUMONT YVES,
Professeur des universités,
Université Paris Saclay
LABBE Christophe,
Maître de conférences HDR,
Université de Caen Normandie
LEREU AUDE,
Directeur de recherche,
Aix-Marseille Université
LÜDERS ULRIKE,
Directeur de recherche au CNRS,
ENSICAEN
SCHNEIDER NATHANAËLLE,
Chargé de recherche HDR,
ENS-PSL
Résumé
Cette étude porte sur le dépôt par ALD du nouvel oxyde transparent conducteur SrVO3 (SVO) sur substrats en silicium ou en verre avec ou sans couche tampon de TiO2. Tout d’abord, le dépôt par ALD de la couche tampon de TiO2 a été étudié. Ce dernier est déposé sous forme d’anatase à partir de 250°C et présente un mécanisme de croissance spécifique, et des propriétés optiques et électriques caractéristiques de ce matériau. Dans un second temps, de l’oxyde de vanadium a été déposé, comme étape préliminaire à l’obtention du SVO. Après recuit à 500°C sous atmosphère réductrice, les films d’oxyde de vanadium sont cristallisés en un mélange de phases VO2 et V2O5 et/ou V6O13. Ce mélange présente la transition métal isolant (IMT) du VO2 autour de 68°C, qui est étudiée en température par diverses analyses structurales (XPS, Raman), électriques (résistivité) et optiques (FTIR, ellipsométrie), révélant une très forte diminution de la transmission dans l’infrarouge (63%) à cette IMT. Enfin, après élaboration d’un protocole pour déposer par ALD l'oxyde ternaire SVO, le système strontium-vanadium-oxygène a été investigué selon les paramètres de dépôts. Les phases Sr3V2O8 et Sr2VO4 ont été finalement obtenues après recuit à 500°C sous atmosphère réductrice, leurs caractéristiques optiques ont été mesurées par ellipsométrie, ainsi que leur énergie de bande interdite.
Abstract
This study focuses on the atomic layer deposition (ALD) of the novel transparent conductive oxide SrVO3 (SVO) onto silicon and glass substrates with or without a TiO2 buffer layer. First, the deposition by ALD of the TiO2 buffer layer was investigated. The latter is deposited in anatase phase from 250°C and has a specific growth mechanism as well as optical and electrical properties characteristic of this material. Next, vanadium oxide was deposited as a preliminary step to obtain SVO. After annealing at 500°C under reducing atmosphere, the vanadium oxide films were crystallized into a mixture of VO2 and V2O5 and/or V6O13 phases. This mixture shows the insulating metal transition (IMT) of VO2 around 68°C, which is studied in temperature by various structural (XPS, Raman), electrical (resistivity) and optical (FTIR, ellipsometry) analyses, revealing a very strong decrease of the transmission in the infrared (63%) at this IMT. Finally, after the elaboration of a protocol to deposit by ALD the ternary oxide SVO, the strontium-vanadium-oxygen system was investigated according to the deposition parameters. The Sr3V2O8 and Sr2VO4 phases were obtained after annealing at 500°C under reducing atmosphere, and their optical properties were measured by ellipsometry, as well as their band gap.
Ultimate purificatiοn οf biοfuels by selective adsοrptiοn οf οxygenated impurties. Develοpment οf adsοrptive and spectrοscοpic methοds fοr the study οf sοlid-liquid interfaces (SLΙ)
Doctorant·e
AGUILERA AGUILERA Luis Jacobo
Direction de thèse
MAUGE Francoise (Directeur·trice de thèse)
THOMAS Karine (Co-encadrant·e de thèse)
EPRON FLORENCE Directeur de recherche au CNRS UNIVERSITE POITIERS
LEFEVRE GREGORY Directeur de recherche Chimie ParisTech
Membres du jurys
EPRON FLORENCE,
Directeur de recherche au CNRS,
UNIVERSITE POITIERS
LEFEVRE GREGORY,
Directeur de recherche,
Chimie ParisTech
MANKO MARIA,
Ingénieur de recherche,
IFP Energies Nouvelles
MAUGE Francoise,
Directeur de recherche au CNRS,
Université de Caen Normandie
RICHARD FREDERIC,
Professeur des universités,
UNIVERSITE POITIERS
THOMAS Karine,
Maître de conférences,
Université de Caen Normandie
Résumé
Ce travail concerne l’étude d’un procédé d’adsorption sélective du phénol présent dans un biocarburant 2G. Différentes familles d’adsorbants ont été étudiés des zéolithes Y (HY2.9, NaY et H-USY40), une alumine et des solides mésoporeux (SBA-15 et CuSBA-15). Leurs capacités d’adsorption du phénol ont été testées sur différentes solutions allant d'une solution simple (phénol/isooctane) à un mélange complexe contenant des molécules représentatives de celles présentes dans une essence (toluène, cyclohexane et 2,3-diméthyl-2-butène). Dans la première partie, les capacités d’adsorption sont testées en conditions statique (batch) et dynamique (flow). Les matériaux mésoporeuse et les zéolithes à faible teneur en Si/Al présentent les meilleures performances pour l'adsorption du phénol dans une solution simple. La capacité d’adsorption des matériaux mésoporeux est liée à leur quantité élevée de silanols, et pour les zéolithes, à leur concentration élevée en sites acides, qu'ils soient protoniques ou cationiques. En présence d’une solution complexe, l’ensemble des matériaux présentent une diminution de leur capacité d'adsorption en phénol. Les solides contenant le moins de sites acides de Brønsted ou aucun site acide sont les plus performants. Ainsi, NaY présente les meilleures performances quelle que soit la composition du mélange. Sur HY et USY, l’oléfine réagit et conduit à la formation d’alkylphenols. La deuxième partie de la thèse concerne l'étude infrarouge par réflexion totale atténuée (IR-ATR) de l'interface solide-liquide in situ sous flux de solution. L'étude montre que l'IR-ATR est une technique rapide et bien adaptée qui permet de rendre compte des modes d'adsorption ainsi que des capacités d'adsorption pour un adsorbant en utilisant différentes solutions et également de comparer les différents solides. Les résultats obtenus par IR-ATR sont en bon accord avec les tests réalisés sous flux et en batch.
Abstract
In this work was studied a selective elimination process of phenol from 2G biofuel. Different families of adsorbents were investigated FAU zeolites (HY2.9, NaY and H-USY40), alumina and mesoporous SBA-15 and CuSBA-15. The performances of the adsorbents were tested using different solutions from a simple solution (phenol/isooctane) up to a complex mixture comprising molecules representative of those present in a gasoline (toluene, cyclohexane and 2,3-dimethyl-2-butene). In the first part, static (batch) and dynamic (flow), phenol adsorption was carried out. Within simple solution, mesoporous silica as well as zeolites with low Si/Al present good performances for phenol adsorption. In the case of mesoporous materials, it is related to their high silanol amount, and for zeolites, the good phenol adsorption properties can be related their high concentration in acidic sites either protonic or cationic. Within complex solution, all materials decrease their adsorption capacities. However, the solid containing the less Brønsted acid sites or no acid sites are the most performant. Thus, NaY shows the best performance whatever the composition of the mixture. On HY2.9 and USY40, the olefin reacts and leads to the formation of alkyl phenols. The second part of the thesis focus on the infrared-attenuated total reflection (IR-ATR) analysis of solid-liquid interface under flow configuration. The study revealed that IR-ATR study is a well-appropriate and rapid technique that allows to account for the adsorption modes as well as the adsorption capacities for one adsorbent using different solution compositions and also to compare the different solids. The results obtained by IR-ATR show a good agreement with flow and batch tests.
Analyse du risque incendie dans un lοcal mécaniquement ventilé : Ιnfluence de la ventilatiοn et de la nature du cοmbustible sur le dévelοppement du feu
Doctorant·e
MONTERO VALOY YESSICA
Direction de thèse
COPPALLE ALEXIS (Directeur·trice de thèse)
SAUTET JEAN-CHARLES (Co-directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
07/06/2023 à 14:00
Lieu de la soutenance
CORIA
salle de conférence du CORIA
Avenue de l'université
76801 Saint Etienne du Rouvray
Rapporteurs de la thèse
MERCI BART PROFESSEUR Ghent University, Belgique
ROGAUME THOMAS PROFESSEUR DES UNIVERSITÉS Université de Poitiers - ISAE-ENSMA
Membres du jurys
COLLIN ANTHONY,
PROFESSEUR DES UNIVERSITÉS,
Université de Lorraine
COPPALLE ALEXIS,
PROFESSEUR DES UNIVERSITÉS,
Institut national des sciences appliquées de Rouen
DREAN VIRGINIE,
CHARGE DE RECHERCHE,
EFFECTIS France
MERCI BART,
PROFESSEUR,
Ghent University, Belgique
PRETREL HUGUES,
CHARGE DE RECHERCHE,
Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN)
ROGAUME THOMAS,
PROFESSEUR DES UNIVERSITÉS,
Université de Poitiers - ISAE-ENSMA
SAUTET JEAN-CHARLES,
PROFESSEUR DES UNIVERSITÉS,
Université de Rouen Normandie
VAREA EMILIEN,
ASSOCIATE PROFESSOR,
CORIA, Saint-Etienne-du-Rouvray
Résumé
Dans un espace confiné, la ventilation influence le développement du feu et l’émission de substances toxiques. En cas d’incendie, les niveaux d’oxygène à proximité du foyer peuvent diminuer et entrainer l’accumulation de polluants. Les fumées chaudes peuvent être stockées sous plafond et aggraver le risque incendie, soit en augmentant les transferts de rayonnement, soit en générant des gaz imbrulés susceptibles de se renflammer. La fumée dégagée par tout type d’incendie (forêt, broussailles, culture, structure, pneus, déchets ou bois) est un mélange de particules et de substances chimiques produites par la combustion incomplète de matériaux contenant du carbone. Toute fumée contient du monoxyde de carbone, du dioxyde de carbone, des particules de suie, etc. Étudier les émissions de polluants lors d’incendié confiné à l’échelle du laboratoire permettra de mieux les maitriser en cas d’accident dans une installation réelle.
Le développement du feu dans un compartiment d’1 m3 confiné et mécaniquement ventilé est étudié expérimentalement. L’objectif de cette thèse consiste à étudier la combustion de matériaux liquides afin de déterminer comment les flammes sont entretenues, ainsi que d’analyser les émissions de monoxyde de carbone et de particules de suie en fonction des conditions de combustion (dimensions et type de combustibles) et des conditions de ventilation (intensité de la ventilation). Les essais ont été réalisés avec de l’heptane, du dodécane, du kérosène et de l’huile Mobil DTE comme combustible. Différentes tailles du bac de combustible ainsi que différents taux de ventilation ont été pris en compte. Les résultats montrent que l’augmentation du taux de ventilation ou la diminution de la taille de bac augmente le taux de perte de masse et les émissions des particules de suie. Cependant, les émissions de monoxyde de carbone diminuent. Les combustibles plus légers présentent des taux de perte de masse et des émissions de monoxyde de carbone plus élevés que les combustibles plus lourds. Les températures de fumée sont plus élevées lorsque les taux de ventilation sont élevés et que le diamètre du bac est important. Cependant, les niveaux d’émission des particules de suie diminuent dans l’ordre suivant : kérosène > dodécane > huile Mobil DTE > heptane. Lors des incendies bien ventilés, les émissions de suie sont élevées, mais les émissions de monoxyde de carbone sont faibles. L’effet inverse est observé dans les incendies sous-ventilés.
Abstract
In a confined space, ventilation influences the development of fire and the emission of toxic substances. In the event of a fire, the oxygen levels in the vicinity of the fire may reduce, and the buildup of pollutants increases. Hot smoke can be accumulated under the roof and increase the fire risk by increased radiation transfer or by generating unburned gases that can re-ignite. Smoke from any fire (forest, brush, crops, structures, tires, debris, or biomass) is a mixture of particles and chemical substances produced by the incomplete combustion of carbonaceous materials. All smoke contains carbon monoxide, carbon dioxide, soot particles, etc. Studying the emissions of pollutants during a confined fire on a laboratory scale will allow us to better control them in case of an accident in a real facility.
Fire development in a mechanically ventilated confined compartment of 1 m3 is experimentally studied. This thesis aims to investigate the combustion of liquid materials to determine how flames are maintained and to analyze the emissions of carbon monoxide and soot particles as a function of combustion conditions (size and type of fuel) and ventilation (ventilation intensity). Tests were conducted with heptane, dodecane, kerosene, and Mobil DTE oil as fuels. Different fuel pan sizes, as well as different ventilation rates, were considered. The results show that increasing the ventilation rate or decreasing the pan size increases the mass loss rate and the soot particle emissions. However, carbon monoxide emissions decrease. Lighter fuels show higher mass loss rates and carbon monoxide emissions than heavier fuels. The highest smoke temperatures are produced at high at higher ventilation rates and large pan diameters. Meanwhile, soot particle emission levels decrease in the following order: kerosene > dodecane > Mobil DTE oil > heptane. High levels of soot but low carbon monoxide emissions are present in well-ventilated fires. The opposite effect is observed in under-ventilated fires.
