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Etude théorique et numérique de la conversion thermophotonique en champ proche (H/F)

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Informations générales

Référence : UMR5008-PIECHA-001
Lieu de travail : VILLEURBANNE
Date de publication : jeudi 23 juillet 2020
Nom du responsable scientifique : Pierre-Olivier CHAPUIS
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 novembre 2020
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

La récupération d'énergie thermique fatale et sa conversion en énergie électrique est un moyen de limiter les émissions de gaz à effet de serre. Différents moyens permettent cette conversion, en fonction de la température de la source chaude et des dimensions des installations envisagées. L'une d'elle est la conversion thermophotovoltaïque, où l'énergie thermique est récupérée par voie radiative (rayonnement thermique de la source) et la conversion se fait par voie photovoltaïque, avec des cellules dédiées dans l'infrarouge.
L'équipe Micro et NanoThermique (MiNT) du CETHIL a démontré théoriquement puis expérimentalement que les performances des dispositifs thermophotovoltaïques sont fortement améliorées lorsque la distance entre la source radiative et la cellule photovoltaïque est diminuée pour atteindre le régime dit "en champ proche". Un des points clés est d'accorder le spectre du rayonnement thermique émis par la source à celui qui peut être converti par la cellule.
Cette thèse, qui concerne des travaux théoriques et numériques, consistera à analyser comment ces dispositfs peuvent être améliorés par voie "thermophotonique", quand le spectre du rayonnement émis est contrôlé électriquement (diode électroluminescente, LED). L'analyse des mécanismes de conversion et de pertes thermiques sera utile pour effectuer le bilan thermodynamique des dispositifs et proposer des voies de réalisation pratique (autre thèse qui sera effectuée en parallèle).

Contexte de travail

La thèse sera réalisée dans l'équipe "Micro et NanoThermique" (MiNT) au Centre d'Energétique et de Thermique de Lyon (CETHIL), sur la campus La Doua-LyonTech à Villeurbanne.

Informations complémentaires

La thèse sera essentiellement réalisée dans le cadre du projet européen TPX-Power (proposition de projet intitulée WASTE-NOT) dédié à la récupération d'énergie thermique par voie radiative (thermophotonique). Le consortium implique des chercheurs finlandais, néerlandais et français. Le projet, qui commencera en janvier 2021, a fait l'objet d'une brève du CNRS : http://www.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/europe-de-linnovation-8-projets-impliquant-le-cnrs-finances .

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