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Approche experimentale de la conversion thermophotonique en champ proche (H/F)

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Informations générales

Référence : UMR5008-PIECHA-002
Lieu de travail : VILLEURBANNE
Date de publication : vendredi 24 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 janvier 2021
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 est de nature essentiellement expérimentale, consistera à modifier l'expérience actuelle, basée sur la microscopie AFM, pour en faire un convertisseur "thermophotonique", où le spectre du rayonnement émis est contrôlé électriquement comme une diode électroluminescente (LED) et n'est plus figé, contrairement au cas thermophotovoltaïque. Des expériences de rayonnement thermique en champ proche, de conversions thermophotovoltaïque et thermophotonique sont prévues.

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. L'équipe MiNT, composée d'une quinzaine de personnes dont 5 chercheurs et enseignants-chercheurs, est notamment pionnière au niveaux européen et mondial pour la microscopie AFM thermique.

Informations complémentaires

La thèse sera 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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