Nanocomposites en couches minces élaborées par plasma pour applications solaires thermodynamiques sous concentration
(Projet-ANR-19-CE08-0019)

Octobre 2019 - Septembre 2023

Partenaire IMN du projet : Antoine GOULLET  (équipe PCM)

Coordinateur :
Laboratoire procédés, matériaux, énergie solaire (PROMES Font-Romeu)
Partenaires :
Institut de recherches en ingénierie des surfaces (IREIS Andrézieux-Bouthéon)
Conditions Extrêmes et Matériaux : Haute température et Irradiation (CEMHTI Orléans)CEMHTI Orléans)
Institut de Chimie (ICCF Clermont-Ferrand)

Personnels IMN impliqués :
Christophe CARDINAUD (DR CNRS), Nicolas GAUTIER (IE CNRS), Jonathan HAMON (IE CNRS), Mireille RICHARD-PLOUET (DR CNRS)

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La conversion d’énergie est un secteur dont le développement est stratégique pour notre avenir. L’objectif de ce projet collaboratif est de développer des solutions multifonctionnelles nanocomposites haute performance pour la conversion solaire thermique sous concentration en électricité (CSP).

Les technologies CSP sont actuellement en plein développement (jusqu'à 25% de la production mondiale d'électricité prévue pour 2050). Néanmoins, les champs solaires des centrales CSP nécessitent une augmentation de leur rendement de conversion et un abaissement des coûts du fait qu'ils représentent, quelles que soient les technologies, environ 30% des coûts d'installation et 50% des pertes de rendement (miroir, protection, absorbeurs). Le projet NANOPLAST est focalisé sur le développement de revêtements performants pour les absorbeurs. Un des points importants est la durabilité des systèmes en fonction (#25 ans demandés). Des études de vieillissement des systèmes revêtus afin de prédire leur durée de vie sont donc impératifs alors que quasi-inexistant actuellement.

Dans le projet NANOPLAST, des procédés plasmas à faible impact environnemental et transférables à l’échelle industrielle seront développés. Leur versatilité permettra d’atteindre une large gamme de composition et de structuration 2D (multi-nanocouches) et 3D (inclusions à l’échelle nanométrique) en couches minces. Les performances thermo-optiques de structures nanocomposites (SiC/metal, TaON) seront évaluées par le consortium (4 laboratoires et 1 industriel) reconnus dans les domaines d’applications envisagées. Ce projet a pour ambition de répondre à la demande croissance de nanocomposites à l’échelle européenne par une compréhension intégrée de la chaîne complète, de la synthèse à l’évaluation des performances.

Face aux besoins pour le CSP, les objectifs visés par le projet NanoPLaST sont :

- le développement de matériaux nanocomposites multifonctionnels multi-couches
- élaborés par technologies plasma versatiles haute densité, à fort potentiel de transfert vers l'industrie
- à haut rendement de conversion héliothermique via la sélectivité spectrale
- à forte durabilité: résistance à haute température à l'air (500 < T < 700 °C) en conditions d'applications solaires et à forte tenue aux contraintes thermomécaniques.