PIE - Programme Interdisciplinaire Energie 2010-2013

L’utilisation de module thermoélectrique pour des applications de réfrigération est aujourd’hui devenue courante (glacière électrique, siège de voiture…). De même, plusieurs sociétés proposent à des prix plutôt raisonnables des modules thermoélectriques pour des applications de récupération de chaleurs perdues. Ces modules, basés sur le tellurure de bismuth Bi2Te3, sont très fiables et peuvent être utilisés dans de nombreux domaine (le plus prometteur étant peut être la récupération de la chaleur perdue au niveau des pots d’échappement des automobiles) de nombreux projets sont d’ailleurs encours à ce sujet. Ce projet vise à trouver une solution de remplacement au Bi2Te3 qui de part son prix, sa toxicité et aussi sa densité devra à terme être remplacé. Cela implique l’utilisation de matériaux répondant aux contraintes environnementales. Cela suppose donc l’utilisation d’éléments ‘légers’ qui forment donc plutôt des composés à haute conductivité thermique. Cette caractéristique allant au détriment du rendement thermoélectrique, l’idée consiste à réduire cette conductivité thermique par l’ajout dans la matrice thermoélectrique de nanoparticules métalliques, à même de réduire la conductivité thermique sans altérer la conductivité électronique. Lors de cette phase exploratoire nous proposons de valider la possibilité d’insérer des particules métalliques (Ag, Fe, Co, ..) dans une matrice de Mg2Si, et d’étudier par le calcul la conductivité thermique de réseau de la matrice pour en comprendre les spécificités. Cette étude conjointe devrait permettre, à terme, d’optimiser le matériau nanostructuré obtenu.