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Planès, Émilie (1981-....).

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Works: 11 works in 12 publications in 2 languages and 17 library holdings
Roles: Thesis advisor, Opponent, Author
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Most widely held works by Émilie Planès
Modélisation du comportement thermique à long terme des panneaux isolants sous vide : (PIV) by Antoine Batard( )

1 edition published in 2017 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

On peut distinguer deux familles d'isolants thermiques pour le bâtiment : les isolants dits traditionnels et les super-isolants qui se caractérisent par un pouvoir isolant plus performant qu'une simple lame d'air immobile (25 mW/m/K). Les Panneaux Isolants sous Vide (PIV) font partie de cette seconde catégorie. Un PIV n'est pas un matériau homogène, mais un système constitué d'un matériau de cœur mis sous vide et enfermé dans une enveloppe. La performance thermique du PIV repose sur la structure nano-poreuse du matériau de cœur et du vide primaire maintenu par l'enveloppe qui possède une très faible perméabilité aux gaz. Alors que les isolants traditionnels ont des conductivités thermiques allant de 21 mW/m/K pour la mousse polyuréthane à 50 mW/m/K pour les laines les moins performantes, celle des PIV est d'environ 4 mW/m/K à l'état neuf. Cependant, comme tout isolant, leur performance se dégrade dans le temps. Cette diminution de conductivité thermique est davantage préjudiciable pour les PIV à cause de leur très bonne performance initiale et de leur coût encore élevé. Il convient donc d'étudier l'évolution de leur performance thermique sur l'ensemble de leur durée de vie dans le bâtiment, c'est à dire 50 ans. Pour cela la modélisation a été choisie comme outil car l'expérimentation ne peut satisfaire ces durées d'étude. L'étude du comportement thermique des PIV passe par différents axes de recherches intervenant à différentes échelles.Le premier concerne les mécanismes de transferts des gaz à travers les enveloppes des PIV, aussi appelés complexes barrières. L'enjeu est d'améliorer notre compréhension sur les relations qui existent entre les propriétés morphologiques des complexes barrières et les phénomènes de diffusion de la vapeur d'eau et de l'air sec à travers les différentes couches de matériaux qui constituent ces complexes barrières. Les résultats obtenus ne permettent pas encore de proposer un modèle de diffusion juste à cette échelle, mais mettent en avant certaines tendances et mécanismes physiques qui ouvrent de nouvelles pistes d'exploration.Le deuxième axe de recherche s'intéresse au comportement hygro-thermique à l'échelle des panneaux. Un modèle numérique de PIV a été développé afin de prendre en compte ses propriétés géométriques, thermiques et hydriques dans le calcul la performance thermique globale du panneau. Le modèle intègre le vieillissement du matériau de cœur par la modification de son isotherme de sorption à la vapeur d'eau. Des PIV fabriqués avec différents types de matériaux de cœur sont étudiés dans différentes conditions constantes en température et humidité. Les résultats des simulations permettent de mieux comprendre l'évolution de la conductivité thermique des PIV, d'analyser leur comportement global et de déterminer les principales caractéristiques qui sont déterminantes pour améliorer leur performance.Enfin, la troisième partie des travaux de recherche est consacrée au développement d'une méthode d'analyse de la performance des PIV en conditions réelles d'installation dans un bâtiment, dans différent climats français et plusieurs applications d'isolation. L'objectif est tout d'abord de déterminer les sollicitations réelles auxquelles sont soumis les PIV mis en œuvre, et ensuite de simuler leur comportement thermique à long terme afin de prédire leur performance moyenne. Les résultats donnent des températures et humidités qui sont très variables selon les climats, les systèmes d'isolation et les saisons de l'année, mais celles-ci restent finalement relativement modérées. La performance thermique moyenne des PIV sur 50 ans dépend très peu des applications, mais plus des climats et encore plus du type de silice qui constitue leur matériau de cœur. Contrairement à ce que laissent supposer les essais à court terme, les silices hydrophobes sont les plus favorables. Selon les applications et les climats, la conductivité thermique moyenne des PIV peut varier entre 4,7 et 7,3 mW/m/K
Optimisation des interfaces de systèmes PV organiques encapsulés by Sacha Juillard( )

1 edition published in 2018 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

En vue de limiter la dégradation par l'humidité et l'oxygène des dispositifs photovoltaïquesorganiques flexibles, les cellules solaires sont encapsulées entre des films barrières aux gaz.Malgré l'importance des procédés d'encapsulation et leur potentiel impact sur les performancesinitiales et lors du vieillissement des dispositifs, ils sont rarement étudiés dans la littérature. Enoutre, plusieurs études de vieillissement sur le terrain ont montré que la détérioration mécaniquelimitait la durée de vie des échantillons bien avant que leur stabilité photochimique ne soit miseen cause. L'adhésion entre les différentes couches composant les cellules est donc un facteurcritique afin d'obtenir des dispositifs flexibles fiables après leur mise en oeuvre et lors de leurutilisation.Dans ce travail, deux procédés d'encapsulation ont été étudiés : la lamination à rouleauxd'un adhésif sensible à la pression et la lamination sous vide d'un thermoplastique. Afin dequantifier l'adhésion de chacune des interfaces comprises dans les échantillons, la technique decaractérisation mécanique par pelage à 180° a été adaptée et ensuite appliquée aux dispositifsflexibles. De plus, des techniques de caractérisation des dispositifs par imagerie non-destructiveont été développées : la cartographie du courant induit par faisceau laser (plus courammentconnu sous l'acronyme anglais « LBIC ») et l'imagerie de luminescence sous excitation optiqueet électrique. Grace à ces techniques, l'hypothèse d'une dégradation mécanique des dispositifsdurant le procédé d'encapsulation par lamination à rouleaux a été émise. Des solutions permettantl'amélioration des interfaces identifiées comme mécaniquement faibles ont été recherchées etensuite évaluées par rapport aux performances photovoltaïques des dispositifs de référence.Les techniques d'imagerie développées précédemment ont également été appliquées durant levieillissement en condition accélérées des cellules encapsulées. Un mécanisme a été proposé,qui permet d'expliquer la localisation spatiale de la dégradation mais également le type dedégradation, optique ou électrique, survenu à chaque étape du vieillissement
Développement et caractérisation des électrolytes plus sûrs et versatiles pour les batteries au lithium métallique ou post-lithium by Hoang Phuong Khanh Ngo( )

1 edition published in 2019 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Safety issues related to chemical leakage, external heating, or explosion restrain the advancement of renewable storage devices based on classical liquid electrolytes. The urgent need for safer batteries requires new technologies such as the replacement of carbonate solvents by green ionic liquid-based electrolytes or the use of conducting polymer membranes. Moreover, facing a future shortage of raw materials such as lithium, trends are to promote the development of rechargeable batteries based on abundant elements i.e. alkali/alkaline-earth metals. A better understanding of cation conductive behavior in these electrolytes become the mainstream for developing high-security lithium and post-lithium batteries.In this work, the first goal was to focus on the physical and ionic transport properties of several binary systems based on the solution of different alkali/alkaline-earth TFSI salts in a common ionic liquid BMIm TFSI. These ionic liquid electrolytes possess unique characteristics that are promising for electrolyte applications e.g. low vapor pressure, non-inflammable, high thermal stability, with sufficient ionic conductivity. These mixtures are studied with the multi-technique approach to reach thermodynamics (thermal properties), dynamics (viscosity, ionic conductivity self-diffusion coefficients) and structural (IR and Raman spectroscopy) description of these systems. The cationic transport behavior in these ionic liquid electrolytes is strongly influenced by the nature of the cation and its concentration. These viscosity dependent phenomena are related to the alkali/alkaline-earth coordination shell.Another goal of this work is the development of new single-ion conducting polymers based on PEO as solid electrolytes for safer lithium and post-lithium rechargeable batteries. These materials exhibit a cation transference number which nearly reaches unity for the cross-linked ionomers and multi-block copolymers. The cycling tests in symmetric lithium-metal cell affirmed the reversibility of electrolyte with stable lithium plating/stripping between two electrodes. High performances in lithium metal batteries using 'home-made' LiFePO4 cathodes demonstrate the potential of these materials as solid electrolytes. An ultimate aim showed the conductivity behavior of the alkali cations in the different polymer matrix. Thanks to the grafting anionic function distributed along the polymer chain, the effect of cation size on its mobility were clearly observed
Influence des charges sur l'évolution des propriétés mécaniques des EPDM chargés lors de leur vieillissement par irradiation = Influence of fi liers on the evolution of mechanical properties of filled EPDM during ageing by gamma irradiation by Émilie Planès( Book )

2 editions published in 2008 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

The understanding of the evolution of mechanical properties and the prediction of the lifetime of mate rials in industrial environnement is a recurring problem. This question is very important to develop polymer formulations used for electrical cables in nuclear power plants. Thus it is important to know the evolution of materials when they are submitted to usual conditions in nuclear power plants. The re are in litterature some studies concerning the ageing by gamma irradiation of unfilled elastomer but the addition of fillers in the material can have consequences on the evolution of the mechanical properties during irradiation. Thus this work concerns the study of the ageing by gamma irradiation of filled rubbers and the identification of the role of fillers in the degradation mechanisms. The studied matrix, which commonly used for this type of application is EPDM. The fillers are : nanoscopic silica and aluminum tri hydrate. Their surfaces have been treated in order to understand the role of filler-matrix interfaces du ring ageing. To evaluate the influence of fillers on the degradation mechanisms and on the evolution of the mechanical properties, the evolution during ageing of these materials filled or not has been studied for an ageing by irradiation : they have been physico-chemically, microstrcuturally and mechanically characterized at various levels of ageing
Mécanismes de dégradation des enveloppes barrières pour application panneaux isolants sous vide by Florence Dubelley( )

1 edition published in 2016 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Le panneau isolant sous vide, PIV est principalement constitué d'un matériau de cœur nano-poreux encapsulé sous vide par une enveloppe barrière multicouche polymère-métal. Dans l'objectif d'étendre le domaine d'emploi des PIV sur le marché de l'isolation thermique du bâtiment, il est nécessaire d'améliorer les performances d'étanchéités et la résistance en température et humidité des complexes barrières métallisés, ces derniers représentant le point faible des PIV. Ce travail a pour objectif d'identifier les différentes modifications subies par ces complexes au cours de leurs fonctionnement et de déterminer les mécanismes à l'origine de leur dégradation prématurée. Des vieillissements à 70 °C et 90 %RH (conditions maximales d'utilisations identifiées pour le bâtiment français) ont été réalisés à la fois sur les composants, sur les complexes et sur les PIV pour des temps compris entre 1 et 870 jours. A l'échelle microscopique, la dégradation chimique du polyéthylène téréphtalate (PET) et de l'adhésif polyuréthane (PU) ont été étudiées par spectroscopie IR. Des marqueurs de l'hydrolyse ont ainsi pu être identifiés et ont permis de mettre en évidence la dégradation de ces deux composants au sein du complexe. L'hydrolyse ayant des répercussions directes sur les propriétés mécaniques des polymères explique la fragilisation à long terme de l'enveloppe. L'action de l'eau entraine également un gonflement et une plastification du PET, mis en évidence par mesure gravimétrique. Ces derniers peuvent entrainer des modifications de microstructure ayant des répercussions directes sur les mécanismes de transports des molécules d'eau et ainsi participer à la fragilisation du complexe. A l'échelle macroscopique, des mesures fines de retrait des films polymères ont été réalisées. Ces dernières ont été corrélées aux différentes délaminations de l'enveloppe barrière. Des analyses aux interfaces ont permis de déterminer le mode de rupture, adhésif ou cohésif
Encapsulation couche mince des dispositifs photovoltaïquesorganiques by Vincent Broha( )

1 edition published in 2019 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Oxygen and water present in the atmosphere are important actors of the degradation of materialscontained in optoelectronic devices. In order to increase the stability and the lifetime ofOPV, the devices are encapsulated with gas-barrier materials by lamination encapsulation orthin film encapsulation. These latter, espacially used in OLED technology, provides high performancegas barriers by depositing dense inorganic layers directly onto the devices. However,they are subject to the defects of the surfaces on which they are deposited.The purpose of this study is to develop a planarinzing layer in order to homogenize the surfaceof organic photovoltaic devices (OPV) and to reduce the roughness with the aim to obtain animproved gas barrier protection, conferred by the subsequent deposition of dense inorganic layersby various ways (liquid and gaseous routes).In a first step, the planarization layers were developed from six p(VDF-HFP) co-polymers. Thesehave been characterized to improve our knowledge on those materials.Through a solubility study, inks at different concentrations in ethyl acetate were made. Thelatter were studied by rheological measurements and surface tension to understand better theirspread, and the surface conditions obtained on PET substrates and OPV devices. Those researchswere completed with a topography control and consequently the planarization of OPVdevices by confocal microscopy.Finally, the study of the barrier performance of hybrid encapsulation structures (organic-inorganic)revealed a good compatibility when the rugosity of the planarization layer is very low. Theseresults are confirmed by permeation measurements and accelerated aging tests of OPV devicesencapsulated in climatic chambers that illustrate the interest of the planarized ink developed.This work has been performed in the LMPO Laboratory at CEA/LITEN in collaboration withthe chemical company Arkema in order to be able to provide performant encapsulation technologies
Cellules solaires pérovskites réalisées par électrodéposition by Mirella Al Katrib( )

1 edition published in 2022 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Récemment, les pérovskites aux halogénures ont suscité un intérêt substantiel dans les domaines du photovoltaïque. En fait, la technologie des cellules solaires à pérovskite a été sélectionnée comme l'une des plus grandes percées scientifiques de 2013 par les éditeurs de Science et Nature en raison de son rendement élevé qui a atteint 9,7 % en 2012, jusqu'à 17,9 % en 2014, et dépassé 25 % en 2020 Plusieurs techniques ont été développées pour élaborer des films de pérovskite de haute qualité pour application photovoltaïque, et améliorer la cristallisation de la couche active6. Actuellement, le revêtement par centrifugation est la technique principalement utilisée pour le dépôt de cellules solaires à pérovskite, soit par une méthode en une étape ou en deux étapes. Cependant, il présente de nombreuses contraintes telles qu'une couverture surfacique limitée, un prix de production élevé, une non-homogénéité, une cristallinité pérovskite indéfinie, une mauvaise stabilité et doit être élaboré sous atmosphère inerte. Des méthodes alternatives doivent être explorées, telles que l'électrodéposition car elle résout les inconvénients mentionnés8. Cette technique est peu coûteuse, forme des couches lisses et uniformes, pourrait être élaborée pour des dispositifs à grande échelle et surtout pourrait être réalisée en atmosphère ambiante. Il y a eu plusieurs tentatives au cours des dernières années pour optimiser la couche de pérovskite électrodéposée et ajuster sa cristallisation sur différentes couches. Toutes les sous-techniques ont commencé par électrodéposition d'une couche antérieure, soit PbO, PbO2 ou PbI2, suivie d'une ou plusieurs conversions de la couche telle que déposée. Passer du PbO2 électrodéposé à la pérovskite était la voie la plus efficace et la plus simple. Cependant, à ce jour, l'effet des différents paramètres utilisés dans l'électrodéposition sur la couche de pérovskite, l'impact de la nature du substrat et de la voie de conversion n'a pas été entièrement compris. Dans ce travail, nous avons développé des cellules solaires à pérovskite par électrodéposition, sous atmosphère ambiante.L'impact de la nature du substrat et de la voie de conversion a été étudié dans le premier article. Une cellule solaire pérovskite à base de carbone utilisant le PK2 comme couche active déposée sur du TiO2 mésoporeux a atteint 7 % de PCE.Dans le deuxième article, nous avons élaboré MAPbI3-xClx par électrodéposition de PbO2, conversion en PbI2, puis immersion dans des solutions de conversion mixtes contenant trois ratios différents de MAI et MACl pour obtenir la pérovskite mixte. L'efficacité de cette pérovskite mixte était du même ordre que MAPbI3. Cependant, la stabilité des dispositifs solaires basés sur MAPbI3-xClx a été comparée à celle de MAPbI3, et les résultats étaient intrigants.Dans le troisième article, une nouvelle pérovskite mixte a été étudiée. MA1-yFAyPbI3-xClx a été électrodéposé en utilisant la même technique et utilisé dans les PSC atteignant un meilleur PCE et une meilleure stabilité.Enfin, un quatrième chapitre étudie l'impact de l'architecture de la cellule solaire pérovskite sur son efficacité. Pour la première fois, une tentative d'utilisation de pérovskite électrodéposée sur un dispositif à structure p-i-n a été couronnée de succès.En résumé, nous avons pu développer différents types de pérovskites par électrodéposition, comprendre l'impact des différents paramètres de dépôt sur leur structure et améliorer leur stabilité par rapport aux revêtements spin-coated. Une approche innovante a été atteinte en électrodéposant différentes pérovskites mixtes MAPbI3-xClx et MA1-yFAyPbI3-xClx, et en élaborant un dispositif solaire p-i-n utilisant MAPbI3 électrodéposé. Cependant, une architecture de cellule solaire optimisée doit être trouvée, correspondant à la pérovskite électrodéposée, pour améliorer encore l'efficacité
Design and preparation of a micro-harvesting device made of hybrid SMA/Piezoelectric polymer composite by Sunija Sukumaran( )

1 edition published in 2021 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

La récupération d'énergie à petite échelle pour alimenter les appareils électroniques autoalimentés se développe considérablement. À cet égard, la possibilité de combiner la récolte thermique et mécanique à l'aide de matériaux intelligents fait l'objet d'une plus grande attention. Nous avons présenté la faisabilité de l'utilisation d'un polymère piézoélectrique P(VDF-TrFE) couplé à un alliage à mémoire de forme (AMF) NiTi pour récolter à la fois l'énergie mécanique et thermique dans des dispositifs évolutifs simples. Un composite multicouche AMF-P(VDF-TrFE) a été élaboré et a démontré ses performances électro-thermo-mécaniques. Nous avons conçu un banc expérimental pour effectuer la caractérisation électro-thermomécanique du composite, permettant de mesurer la réponse piézoélectrique lorsqu'il est soumis à un chauffage et un refroidissement périodique. De plus, nous avons réalisé l'analyse par éléments finis du composite AMF/Piézoélectrique et simulé les principales propriétés du SMA telles que le comportement super-élastique, l'effet de mémoire de forme unidirectionnel et l'effet de mémoire de forme bidirectionnel, pour finalement identifier le comportement électro-thermomécanique effectif global du composite AMF-polymère piézoélectrique. Enfin, afin de récolter efficacement la charge électrique générée à partir du film P(VDF-TrFE), nous avons étudié et comparé deux types de convertisseurs élévateurs intégrés, et déterminé les conditions pour une collecte d'énergie effective. Ces résultats sont prometteurs et montrent la faisabilité de ce composite multicouche pour alimenter de manière autonome de petits appareils électroniques tels que des capteurs sans fil, des MEMS et des dispositifs biomédicaux
Développement de cellules solaires pérovskites semi-transparentes de type P-I-N dans la perspective d'une application tandem by Thibault Lemercier( )

1 edition published in 2020 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Le cœur de cette thèse expérimentale porte sur l'élaboration et le développement de cellules solaires pérovskites en simple jonction et ce, essentiellement dans la structure de type P-I-N, i.e. avec l'ordre des dépôts (par spin coating) suivant : couche de transport de trous / couche pérovskite / couche de transport d'électrons. Le fort potentiel des matériaux pérovskites dans le photovoltaïque et en particulier pour des applications tandems (avec silicium, notamment) a orienté cette thèse vers l'objectif d'aboutir à des dispositifs pérovskites dans une configuration semi-transparente. Les travaux réalisés portent donc sur deux axes majeurs, chacun réalisés avec deux matériaux pérovskites différents, à savoir la pérovskite CH3NH3PbI3{Cl} puis la pérovskite (CH(NH2)2)1-yCsyPb(I1-xBrx)3, dont l'évolution se caractérise par de meilleures efficacités, stabilités et reproductibilités.Le premier axe est consacré à la mise en œuvre de cellules solaires opaques en s'intéressant notamment à la cristallisation de la couche pérovskite sur la couche de transport de trous. Ceci a été effectué en fonction de la nature de cette dernière, des paramètres relatifs à l'utilisation de l'anti-solvant et de ceux relatifs au recuit thermique de la couche pérovskite.Enfin le second axe majeur traite de l'adaptation de ces dispositifs opaques en dispositifs semi-transparents via, d'abord, l'optimisation de l'interface de type N et, ensuite, l'intégration d'une électrode transparente conductrice. La compatibilité de cette électrode avec ces dispositifs pérovskites et les caractéristiques photovoltaïques de ces derniers dans la configuration semi-transparente ont également été investiguées
Predictive durability of polyethylene terephthalate toward hydrolysis over large temperature and relative humidity ranges( )

1 edition published in 2018 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Abstract: The hydrolytic stability of poly(ethylene terephthalate) (PET) has already been largely reported. The chemical reactions induced by damp-heat exposure are well-known, and various kinetic expressions for the degradation have been presented. Using the data from previous studies, a new model for degradation is proposed. This model combines the effect of temperature and humidity in a single equation. Three parameters are utilized: the classical pair of activation energy ( Ea ) and pre-exponential factor ( f 0 ), and the reaction order ( n ) to the relative humidity ( RH ). The model may be used to fit the degradation data from various sources describing the hydrolysis over a large range of conditions (40-100 %RH, 60-160°C). In addition a prediction of the crystallinity changes brought about by hydrolytic chain scission was performed. Prediction of useful lifetime in moist heat is also possible (hydrolysis of 0.2% ester moieties in the polymer). Graphical abstract: Highlights: The Arrhenius law is extended to account for the detrimental effect of water. The model properly fits the data obtained from a large literature mining. The order of the hydrolytic reaction with respect to humidity is 1.5 A reasonable value is proposed for the activation energy of hydrolysis (100kJmol −1 ). A single master curve allows to predict the end-of-life for all PET morphologies
Influence des charges sur l'évolution des propriétés mécaniques des EPDM chargés lors de leur vieillissement par irradiation nfluence of fillers on the evolution of mechanical properties of filled EPDM during ageing by gamma irradiation by Émilie Planès( )

1 edition published in 2009 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

The understanding of the evolution of mechanical properties and the prediction of the lifetime of material environment is a recurring problem. This question is very important to develop polymer formulations used for electrical cables in nuclear power plants. Thus it is important to know the evolution of materials when they are submitted to usual conditions in nuclear power plants. There are in literature some studies concerning the ageing by gamma irradiation of unfilled elastomer but the addition of fillers in the material can have consequences on the evolution of the mechanical properties during irradiation. Thus this work concerns the study of the ageing by gamma irradiation of filled rubbers and the identification of the role of fillers in the degradation mechanisms. The studied matrix, which commonly used for the type of application is EPDM. The fillers are : nanoscopic silica and aluminium trihydrate. Their surfaces have been treated in order to understand the role of filler-matrix interfaces during ageing. To evaluate the influence of fillers on the degradation mechanisms and on the evolution of the mechanical properties, the evolution during ageing of these materials filled or not has been studied for an ageing by irradiation : they have been physico-chemically, microstruturally and mechanically characterized at various levels of ageing
 
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Emilie Planes wetenschapper

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