Les actions de formation portées par l'Institut de l’Energie Soutenable

Aoran WU, "Traitement des données et analyse du chemin de cristallisation des nanoparticules de dioxyde de titane" (NIMBE/LIONS-LLB)

Thi Hieu HOANG, "Graphdiyne encapsulation of all inorganic perovskites toward photocatalytic CO2 reduction" (ICP/TEMIC-ICMMO)

Duy Thai NGUYEN, "Hybrid semiconductor-catalysr devices for the photoelectrochemical conversion of CO2 (HYSCOPE)" (LMB-ICMMO)

Le projet HYSCOPE visait à améliorer les photocathodes pour la réduction du dioxyde de carbone en affinant les méthodes de fabrication et en intégrant des catalyseurs moléculaires avancés. L'étudiant en M2 Duy Thai Nguyen et la doctorante Eva Pugliese ont atteint les objectifs, notamment: (i) la mise en place d'un réacteur photoélectrochimique à flux pour éviter l'accumulation de bulles, et (ii) la création d'un dispositif fonctionnel avec un semi-conducteur Cu₂O, une couche tampon d'oxyde de zinc, une couche TiO₂ mésoporeuse et un catalyseur de porphyrine de fer avec des groupes urée comme unités activantes pour le CO₂. Ce dispositif fonctionne efficacement dans des solutions entièrement aqueuses, démontrant un photocourant prometteur de 200 μA/cm².

Jialong SONG, "Détection de défauts naissants pour la maintenance prédictive des réseuax électriques moyenne tension" (GeePS-L2S)

Les réseaux électriques étant au cœur de la transition énergétique, il est primordial d’améliorer continuellement leur résilience, leur fiabilité et leur disponibilité. Lors de ce stage, dans le cadre d’une collaboration entre le GeePs et le L2S, la problématique abordée était la détection de défauts naissants dans les réseaux moyenne tension, ce qui permettra aux opérateurs de réseaux d’intervenir préventivement avant toute coupure forcée. Les travaux de stage ont permis de dresser une liste de méthodes de détection proposées dans la littérature. Un modèle de défauts naissants a été implémenté et les premiers résultats de test d’un algorithme de détection basée sur le THD étaient prometteurs.

Howida ELSEEDY, "Mass spectrometry to mimic CO2 reduction by an electrocatalytic system" (ICP-ICMMO)

Fatematuj JOHORA, "Pérovskites hybrides sous déformation buaxaiale" (LPS-LUMIN)

Ademola Toheeb ADENIJI, "Supercondensateurs à base de graphène fonctionnalisé par des tétrazines" (NIMBE/LEEL-PPSM)

Ce stage a permis l’étude électrochimique complète d’un nouveau composé multi-tétrazine conçu pour être greffé sur des feuilles de graphène, améliorant leurs propriétés. Le composé est constitué de tétrazines substitutés par des hydrogènes, qui subissent des réactions de cycloaddition par réaction inverse de Diels-Alder, et d'une unité centrale de dialcoxytétrazine, fournissant des caractéristiques redox au matériau résultant. L'intégration réussie de ce composé dans l'oxyde de graphène réduit a été confirmée par diverses techniques analytiques, notamment XPS, analyse élémentaire, spectroscopie Raman (précédemment réalisés par Margarita Bosmi PhD), MEB et DRX. La performance de ce matériau comme électrode de supercondensateur a été évalué dans des cellules électrochimiques symétriques, avec l’optimisation des propriétés des matériaux et des cellules. Le graphène fonctionnalisé avec la tétrazine a présenté des valeurs de capacité spécifiques améliorées, dépassant les valeurs pour le composite graphène-tétrazine non pontant. Des études de cyclage sur 3000 cycles ont démontré une excellente stabilité du matériau fonctionnalisé, avec 90% rétention de capacité lorsqu'il fonctionne dans une fenêtre de potentiel limitée de 1 V. L'introduction d'une unité organique redox de pontage dans l'oxyde de graphène réduit offre une nouvelle approche pour améliorer leur capacité de stockage de charge, fournissant ainsi des informations précieuses pour les avancées futures dans le domaine.

Basile BATAILLE, "Elaboration et caractérisation de photoanodes à base d'hématite pour application à la dissociation de l'eau" (SPEC-ICMMO)

Sami ESSID, "Etude de nanomatériaux hybrides à base de nanotubes de carbone (CNT) et de polyoxométallates (POM) pour la conversion et le stockage d'énergies bas carbone" (ICP-SCBM)

Nicolas ARRAULT, "Synthèse et caractérisation d'électrolytes solides pour batteries sodium-ion tout-solide" (NIMBE-ISMO)

Kaisse HAMADA, "Caractérisation de matériaux phosphorescents pour le développement de nouvelles sondes de température pour des systèmes de combustion plus efficaces" (EM2C-SPMS)

Julius AKINRIBIDO, "Etude des propriétés de transport ionique et électronique influençant les performances de batteries Li-ion" (GeePS-ICMMO-IRCP)

L’un des défis majeurs dans l'optimisation des batteries lithium-ion est une meilleure compréhension des phénomènes conduisant à une limitation du transport ionique et électronique au sein de l'électrode positive. L'approche proposée par nos laboratoires utilise la spectroscopie diélectrique à large bande (BDS 20Hz-20GHz). Elle permet l'identification des phénomènes limitants par des études de décomposition multi-échelle des électrodes hiérarchiques et la corrélation avec les performances électrochimiques des cellules. Des études d’électrodes « sèches » et d’électrodes imprégnées d’électrolyte permettent de mieux comprendre les différents phénomènes en jeu.  Les matériaux étudiés étaient LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2 (NMC532) et LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2 (NMC811). Les résultats obtenus ont montré une conductivité électronique plus élevée dans le NMC811, un seuil de percolation électronique plus bas du noir de carbone, et une barrière d'activation ionique et électronique plus basse, conduisant à de meilleures performances et une densité d'énergie plus élevée par rapport au NMC532 (moins riche en nickel). L'effet de l'électrolyte sur la fréquence de relaxation du mouvement ionique et la conductivité a pu être observé, les valeurs chutant fortement en dessous de la température de congélation de l’électrolyte.

Nouhaila AKHYAR, "Matériaux pour la récupération d'énergie: optimisation de la cohésion de nanocomposites polymères-piezoélectrique" (GEMAC-LAMBE)

Selma BOUGUILA, "Coordination chemistry mediated thermoelectric energy conversion by transition metal ions in ionic liquids" (ICJ Lab-CEA/SPEC)

Hamid NEGGAZ, "Ultra-wide bandgap Ga-based semiconductors for efficient energy conversion" (ILV-GEMAC)

L'objectif principal du stage était d'étudier l'influence de la composition chimique de couches minces de ZnGa2O4 (ZGO) déterminée par les techniques spectroscopiques de surface de l’ILV sur les propriétés optoélectroniques et électrochimiques d’empilements ZGO sur saphir (Al2O3). Les hétérostructures en question ont été élaborées par MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) au GEMaC et à Taiwan. L'originalité de ce projet reposait sur l'utilisation de ces oxydes spinelles semi-conducteurs à grand gap habituellement utilisés pour l'électronique de puissance comme nouvelles électrodes pour la photocatalyse et plus précisément, dans notre cas, l’électrolyse de l’eau.

Tien Dat NGUYEN, "Estimation d'état des réseaux basse tension par des techniques machine learning pure" (L2S-GeePS)

Le stage a été axé sur le développement et le test d'un estimateur d'état basé sur la technique d'apprentissage automatique des autoencodeurs, visant l'identification des réseaux électriques basse tension à partir des données ouvertes de l'opérateur de réseau de distribution. En effet, des défis tels que le déséquilibre des réseaux et le manque de mesures transmises en temps réel peuvent être relevés grâce à la disponibilité des données historiques des compteurs intelligents. Cela offre l'opportunité d'entraîner des estimateurs d'état en apprentissage automatique et ensuite d'exécuter le modèle entraîné en temps réel. Les scénarios de test visaient principalement à évaluer la robustesse de l'estimateur dans des conditions de déséquilibre du réseau, d'absence de mesures en temps réel et d'intégration de la production d'énergie renouvelable distribuée. Les résultats obtenus pour les scénarios proposés sont analysés et évalués. Des améliorations et des modifications sont suggérées en fonction des limitations identifiées.

JingYang MAO, "Spectroscopie optique de pérovskites hybrides avancées pour le photovoltaïque" (LPS-NIMBE)

Marie-Sophie DIAS FERNANDES, "Synthesis and exploration of electrochemical properties of NASICON based cathode in solid-state batteries" (NIMBE/LEEL-NIMBE/LEEL-ICMMO)

Diana Laura MONROY MERIDA, "Modèle Proie-Prédateur d'une transition énergétique basée sur une technologie renouvelable" (SPEC/SPHYNX-I-Tésé)

Nous utilisons la modélisation écologique Lotka-Volterra pour étudier l'introduction d'une nouvelle technologie énergétique capable d'atténuer les limites et les pollutions de l'approvisionnement énergétique à partir du capital naturel. Ce système dynamique bien connu d'équations différentielles est interprété en termes d'investissement énergétique, en utilisant également la notion de retour énergétique sur l’énergie investie [EROI en anglais]. Les êtres humains, et leurs structures sociales, sont traités comme une seule espèce prédatrice, s'attaquant à l'énergie du stock de capital naturel, sous la forme de bois provenant des forêts, la proie de niveau le plus bas. Une nouvelle espèce, l’industrie des énergies renouvelables, est introduite : c’est un prédateur, quand l'énergie doit être investie dans l'industrie et les appareils [par ex. panneaux solaires], qui devient une proie, lorsque les flux d'énergie sont récoltés par les appareils et distribués aux humains. En l’absence de la nouvelle technologie, un effondrement de la population humaine peut se produire en raison d’une récolte énergétique insuffisante de la biomasse. Lorsque l’industrie renouvelable est ajoutée au modèle, nous étudions comment la dynamique du système dépend de l’EROI, du taux de croissance de l’industrie et de la récolte d’énergie renouvelable par l’homme. Trois scénarios principaux sont observés : 1) Coexistence Bois-Industrie 2) Coexistence Industrie-Hommes 3) Coexistence Bois-Industrie-Hommes.

Viet Dung DONG, "Semiconducting conjugated oligomers for photodriven O2 and H2 evolution" (ICMMO-ICP)