ANR PRC THERMOLEG-3D

Dates :

De fin 2026 à fin 2030

Coordinateur du projet :

CIRIMAT (UMR 5085 CNRS/Univ. Toulouse 3, Y. THIMONT)

Laboratoires partenaires :

• CIRIMAT (UMR 5085 CNRS/Univ. Toulouse 3)
• CRISMAT (UMR 6508 CNRS/Univ. Caen Normandie, ENSICAEN)
• IMN (UMR 6502 CNRS/Nantes Université)

Personnel IMN impliqué :
David BERTHEBAUD (CR CNRS), Olivier HERNANDEZ (Pr UNIV), Pierre-Emmanuel PETIT (IR CNRS)

Elaboration de jambes (LEGs) thermoélectriques 3D par Binder Jetting (Injection de liants) couplé au Spark Plasma Sintering (Frittage flash) : Impact des paramètres d’élaboration, jusqu’à l’assemblage de modules

Les composés thermoélectriques (TE) permettent de convertir la chaleur perdue en énergie électrique utile (récupération d’énergie) lorsqu’ils sont mis sous forme de pièces appelées jambes (ou LEGs). Il apparaît nécessaire de réduire le coût d’élaboration et le temps de fabrication de ces LEGs. De plus, certains challenges supplémentaires émergent comme diminuer la perte de la matière première et réaliser des formes complexes.
Augmenter l’intégration de dispositifs TE et accroître leur efficacité de conversion TE sont également, à ce jour, des défis clairement identifiés.
Le projet vise à étudier la faisabilité technique de la fabrication de ces LEGs aux propriétés optimisées, avec l’utilisation d’une méthode innovante, la fabrication additive par injection de liants couplée à une étape de frittage.
En effet, l’utilisation de cette voie permettrait de concevoir des formes complexes favorables à une meilleure conversion d’énergie. L’efficacité des dispositifs TE serait ainsi augmentée. Leurs intégrations dans des systèmes existants seraient alors facilitées et assureraient l’obtention des besoins recherchés.
Des preuves de concept ont déjà été démontrées par le porteur du projet, allant jusqu’à l’assemblage d’un module complet. Dans ce projet, nous étudierons deux familles de matériaux TE qui seront des siliciures et des chalcogénures.
Ce projet se concentrera sur plusieurs perspectives :
*l’impact des paramètres de fabrication et leur optimisation par méthode Bayésienne (IA)
*les spécificités des poudres sur les propriétés élémentaires, structurales, microstructurales et mécaniques
*les propriétés de transport électriques et thermiques de ces matériaux
La finalité du projet est d’obtenir les meilleures propriétés TE et d’apporter une compréhension plus poussée de l’impact des paramètres de fabrication sur les performances des LEGs, grâce à l’analyse des microstructures obtenues.

Légende : Fabrication de jambes thermoélectriques par injection de liant (a) couplé au frittage flash (b)