Substrats composites pour thermogénérateurs grande surface – THERMOINNOV

Dans un contexte d'économie d'énergies, la thermoélectricité connaît aujourd'hui un regain d'intérêt pour des applications de génération de puissance. Basé sur l'effet Seebeck, ce phénomène physique permet de générer de l'électricité à partir d'un gradient de température maintenu aux bornes de jonctions PN de matériaux thermoélectriques. La récente rupture obtenue dans les performances des matériaux thermoélectriques par l'introduction de la nanostructuration a fortement contribué à accélérer la recherche dans ce domaine, ouvrant la porte à de nouvelles applications industrielles dans le secteur des NTIC. Les applications de récupération d'énergie dans les systèmes informatiques et dans les composants multimédias nécessitent une technologie innovante de thermogénérateur grande surface couplée à un convertisseur DC-DC à haut rendement. Dans cette perspective, le projet THERMOINNOV propose de développer un générateur thermoélectrique (TEG) intégré dans l'épaisseur du substrat palstique par 2 voies présentant un compromis performance - coût - délai de mise sur le marché différent : technologie de TEG à base de matériaux thermoélectriques nanostructurés intégrés après singularisation dans une matrice polymère (voie 'TEG massif’) ; technologie TEG à base d'encre thermoélectrique imprimée dans des substrats plastiques percés (voie 'TEG imprimé'). Un convertisseur DC-DC à basse tension d'entrée adapté à ces TEG sera conçu. Nous proposons par l'utilisation de matériaux massifs et nanostructurés à la fois, d'égaler les performances des générateurs thermoélectriques de l'état de l'art, et d'en réduire les coûts en ciblant des modules d'épaisseur inférieure, qui présentent le meilleur compromis coût performance. Par l'utilisation des technologies d'impression, nous démontrerons des performances égales à 50% de l'état de l'art, avec des coûts réduits de moitié et une compatibilité grande surface. Des thermogénérateurs de preuve de concept seront réalisés et testés dans des conditions représentatives des 2 applications visées (récupération d'énergie serveur informatique et composant multimédia). Un plan de valorisation industrielle basé sur le modèle de performance validé des 2 approches technologiques TEG 'massif’ et 'imprimé' et leurs analyses de coût sera établi afin de définir les orientations techniques et stratégiques (identification des acteurs de la chaîne de la valeur) nécessaires à la création à moyen terme de valeur et d'emplois.