DS0202 -

Générateurs thermoélectriques fiables – RELIATEG

Résumé de soumission

La technologie thermoélectrique permet de convertir directement la chaleur en énergie électrique et vice versa. Elle peut trouver des débouchés dans la récupération de chaleur perdue, par exemple dans le domaine de l'automobile, et contribuer ainsi non seulement à une diminution de la consommation en fuel mais aussi à une réduction des émissions de gaz à effet de serre. Plusieurs verrous technologiques doivent cependant être levés pour rendre mature la production de générateurs thermoélectriques fabriqués à base de matériaux émergents pour une utilisation fiable à long terme. Les problèmes récurrents sont liés à la stabilité thermique, chimique et mécanique des éléments constituants les jambes thermoélectriques, à la cohésion des interfaces et à la tenue mécanique du module global. Cette problématique rentre en tous points dans les futurs challenges à relever dans le domaine de la thermoélectricité, comme l'ont souligné divers rapports de prospective, si l'on veut faire émerger cette technologie en tant que source d'énergie renouvelable, au même titre que d'autres énergies.

Le projet RELIATEG vise à relever ces défis en réunissant toutes les compétences et expertises dans les domaines nécessaires pour résoudre ces différents problèmes. Il s'agira d'apporter des solutions innovantes pour rendre fiables à long terme des modules thermoélectriques à base de matériaux éco-compatibles et à bas coût (Mg2Si1-xSnx/MnSi), grâce notamment à la compréhension des mécanismes qui conduisent à leur oxydation et à leur fragilisation. Ces modules trouvent des applications dans la gamme de température 500-800 K.

Les matériaux thermoélectriques, déjà optimisés et produits par le partenaire industriel français HOTBLOCK on BOARD (HBOB) impliqué dans le projet, leader en France dans cette thématique, seront utilisés pour l'étude. Les trois autres partenaires (IJL, CEA-LITEN/DTNM/SERE/LTE, CIRIMAT) interviendront dans leur domaine de compétences respectif : l'IJL, porteur du projet, travaillera sur la problématique de l'oxydation et de la protection des matériaux et proposera des solutions alternatives quant à l'architecture des modules de base, le CEA produira les modules thermoélectriques ancien et nouvelle génération et conduira les tests de vieillissement en conditions réelles alors que le CIRIMAT s'attellera à déterminer et modéliser les propriétés thermo-mécaniques. La complémentarité des compétences et des moyens techniques de tous les partenaires du consortium sera un atout fort pour atteindre les objectifs fixés dans le temps imparti (42 mois).

Le programme de recherche s'inscrit naturellement dans le cadre d’un PRCE du défi 2, axe 2.

Les retombées scientifiques se feront sentir en terme de publications, participations à conférences et brevets. Dans le projet RELIATEG, la collaboration HBOB/laboratoires académiques à compétences pluri-disciplinaires avec un objectif scientifique clair est une politique gagnante pour toutes les parties : les partenaires académiques acquièrent de nouvelles connaissances sur les phénomènes physiques et chimiques entrant en jeu dans les matériaux étudiés alors que le partenaire industriel s’appuiera sur les avancées techniques pour produire des modules thermoélectriques plus fiables et accéder à de nouveaux marchés de grande taille et générer un volume d’activité propice à la création d’emplois au sein d’une filière pérenne.

Coordination du projet

Anne Dauscher (Institut Jean Lamour)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

HOTBLOCK ONBOARD
CIRIMAT Centre Inter-universitaire de Recherche et d'Ingénierie des Matériaux
CEA CEA/LITEN/DTNM/SERE/LTE
IJL Institut Jean Lamour

Aide de l'ANR 700 914 euros
Début et durée du projet scientifique : novembre 2016 - 42 Mois

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