Fatigue ElastoCalorique: effets de taille – EFASIE2

Le besoin de systèmes de chauffage et de refroidissement efficaces et respectueux de l'environnement devient prioritaire dans le monde entier afin de réduire la consommation énergétique de l’habitat. L'utilisation de pompes à chaleur basées sur la transformation de phase à l'état solide (effet élastocalorique) est prometteuse pour cet objectif. Parmi tous les matériaux, les alliages à base de cuivre sont les meilleurs candidats du point de vue des ressources matériaux et de l’émission CO2/kg. Cependant, il est nécessaire d’augmenter la résistance à la fatigue (106 cycles requis au lieu des 104 cités) pour que des dispositifs réalistes puisse être développés. Nous proposons de développer de nouvelles compositions vérifiant des critères de 'supercompatibilité cristallographique' et de les valider de l'échelle microscopique au macroscopique. Une approche multi-échelle variant la composition et la taille de l'échantillon ainsi que la longueur des interfaces internes est proposée et testée à l'aide d’essais nano- / micro / macro- mécaniques. Pour une meilleure compréhension des mécanismes fondamentaux, des caractérisations des structures cristallographiques et du champ de déformation dans les structures seront mises en place en particulier par des techniques originales et avancées de rayonnement synchrotron. L'optimisation des propriétés fonctionnelles élastocaloriques des alliages de Cu avec une résistance à la fatigue exceptionnelle est l'objectif de ce projet expérimental puisque les matériaux constituent clairement le verrou pour l’utilisation de dispositifs existants de chauffage/refroidissement.