Institut des matériaux de Nantes Jean Rouxel (IMN)

Scientifique dans la salle des tests électrochimiques, où sont testées des batteries.

Préparation d'un dispositif de type "pouch cell", cellule poche, de supercondensateurs en milieu aqueux. Les prototypes obtenus permettent de valider les conditions de fabrication en vue d'un transfert technologique à une échelle industrielle. Le supercondensateur en milieu aqueux est un dispositif de stockage de l’énergie avantageux en matière de coût, de sécurité et d’impact sur l’environnement.

Banc de fabrication additive métallique utilisant la fusion d'un fil métallique par un arc électrique, procédé WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing). Les paramètres de l'opération de fabrication (intensité, tension, vitesse de fil, vitesse de construction) sont monitorés et complétés par des mesures de température par thermocouples et par caméra infrarouge multispectrale grande vitesse. Le bain de fusion et le dépôt de fil est contrôlé au moyen d'une caméra grande vitesse.

Cellule de test pour batterie (type Swagelock).

Mise en place d'une cellule de pile à combustible dans le banc de test de mesures. La partie noire correspond à la cathode, déposée sur l'électrolyte, visible en gris. L'anode, alimentée par le combustible se trouve en dessous (face cachée).

Préparation des électrodes à insérer dans un dispositif de type "pouch cell", cellule poche, de supercondensateurs en milieu aqueux. Les prototypes obtenus permettent de valider les conditions de fabrication en vue d'un transfert technologique à une échelle industrielle. Le supercondensateur en milieu aqueux est un dispositif de stockage de l’énergie avantageux en matière de coût, de sécurité et d’impact sur l’environnement.

Préparation et tests électrochimiques d’électrodes de supercondensateurs en milieu aqueux, un dispositif de stockage de l’énergie avantageux en termes de coût, de sécurité et d’impact sur l’environnement.

Mise en forme d'un matériau par un processus de densification à basse température (CSP) : pressage uniaxial d'une pastille et chauffage.

Cellule de test pour batterie (type Swagelock).

Scientifique dans la salle des tests électrochimiques, où sont testées des batteries.

Préparation des électrodes à insérer dans un dispositif de type "pouch cell", cellule poche, de supercondensateurs en milieu aqueux. Les prototypes obtenus permettent de valider les conditions de fabrication en vue d'un transfert technologique à une échelle industrielle. Le supercondensateur en milieu aqueux est un dispositif de stockage de l’énergie avantageux en matière de coût, de sécurité et d’impact sur l’environnement.

Banc de fabrication additive métallique utilisant la fusion d'un fil métallique par un arc électrique, procédé WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing). Les paramètres de l'opération de fabrication (intensité, tension, vitesse de fil, vitesse de construction) sont monitorés et complétés par des mesures de température par thermocouples et par caméra infrarouge multispectrale grande vitesse. Le bain de fusion et le dépôt de fil est contrôlé au moyen d'une caméra grande vitesse.

Cellule de test pour batterie (type Pile-bouton).

Mélange de précurseurs pour ensuite réaliser la synthèse d'un matériau.

Préparation et tests électrochimiques d’électrodes de supercondensateurs en milieu aqueux, un dispositif de stockage de l’énergie avantageux en termes de coût, de sécurité et d’impact sur l’environnement.

Mise en forme d'un matériau par un processus de densification à basse température (CSP) : pressage uniaxial d'une pastille et chauffage.

Scientifique en train d'additionner un réactif dans le milieu réactionnel.

Test de cellules de piles à combustibles : réglage à l'aide de débitmètres, de l'alimentation de la cellule de pile à combustible se trouvant dans le four à l'arrière-plan.

Préparation des électrodes à insérer dans un dispositif de type "pouch cell", cellule poche, de supercondensateurs en milieu aqueux. Les prototypes obtenus permettent de valider les conditions de fabrication en vue d'un transfert technologique à une échelle industrielle. Le supercondensateur en milieu aqueux est un dispositif de stockage de l’énergie avantageux en matière de coût, de sécurité et d’impact sur l’environnement.

Cellules pour tester les matériaux de batterie.

Mélange de précurseurs pour ensuite réaliser la synthèse d'un matériau.

Scientifique manipulant des produits chimiques sous boîte à gants.

Cellules pour tester les matériaux de batterie.

Cyclage électrochimique d’une électrode de supercondensateur en milieu aqueux, un dispositif de stockage de l’énergie avantageux en termes de coût, de sécurité et d’impact sur l’environnement.

Ajout de réactif dans le milieu réactionnel.

Installation des arrivées de gaz sur le montage de test de cellules de piles à combustibles et électrolyseurs.

Préparation des électrodes à insérer dans un dispositif de type "pouch cell", cellule poche, de supercondensateurs en milieu aqueux. Les prototypes obtenus permettent de valider les conditions de fabrication en vue d'un transfert technologique à une échelle industrielle. Le supercondensateur en milieu aqueux est un dispositif de stockage de l’énergie avantageux en matière de coût, de sécurité et d’impact sur l’environnement.

Mise en forme de matériau pour la réalisation d'une pastille par compactage de poudres.

Mise en forme d'un matériau pour la réalisation d'une pastille par compactage de poudres.

Scientifique manipulant des cellules électrochimiques sous boîte à gants.

Insertion d'un porte-échantillon dans la platine goniométrique d'un microscope électronique en transmission (MET). Le microscope est dans son enceinte acoustique et la porte ouverte permet l'accès à la platine goniométrique et au réservoir d'azote liquide (en blanc).

Sodalite hackmanite synthétique qui montre une couleur pourpre clair après illumination sous ultraviolets. Cet aluminosilicate possède une propriété photochrome des plus intéressantes. L’hackmanite, initialement blanche, change sous ultraviolet pour acquérir une couleur pourpre. Le changement est réversible et cyclable à l’infini. L'étude de l'origine du photochromisme est en cours au laboratoire. Des applications dans le domaine des matériaux pour mémoires optiques sont envisagées.

Mini-module photovoltaïque avec une architecture alternative fabriqué entièrement à l'Institut des matériaux Jean Rouxel (IMN). Il consiste en trois cellules connectées en série. Ces cellules sont des dispositifs photovoltaïques à base de couches minces de Cu(In,Ga)Se2. Cette technologie permet d'atteindre des rendements de conversion photovoltaïque supérieurs à 23 %.

Mise en place d'un échantillon dans un spectromètre Raman. La spectroscopie Raman est une technique de caractérisation des matériaux extrêmement puissante. Elle permet notamment de déterminer les énergies des modes de vibrations atomiques dans la matière. Ici, l'objectif est de détecter une transition de phase créée sur une très petite zone de l'échantillon (20 x 2 µm).

Station de pompage sous vide des porte-objets de microscopie électronique en transmission (MET) (à droite). Leur stockage à l'abri de l'air permet de limiter la contamination lors de la caractérisation par MET des échantillons. Quatre ports permettent de stocker simultanément quatre porte-échantillons. Ici, seuls trois sont utilisés, de bas en haut : porte-échantillon dédié à la tomographie électronique, porte-échantillon simple tilt, porte-échantillon cryogénique. Sur la gauche sont situés un…

Sodalite hackmanite synthétique sur un support pour une analyse de diffraction des rayons X avant illumination sous ultraviolet. Cet aluminosilicate possède une propriété photochrome des plus intéressantes. L’hackmanite, initialement blanche, change sous ultraviolet pour acquérir une couleur pourpre. Le changement est réversible et cyclable à l’infini. L'étude de l'origine du photochromisme est en cours au laboratoire. Des applications dans le domaine des matériaux pour mémoires optiques sont…

Mise en place d'un échantillon dans un spectromètre Raman. La spectroscopie Raman est une technique de caractérisation des matériaux extrêmement puissante. Elle permet notamment de déterminer les énergies des modes de vibrations atomiques dans la matière. Ici, l'objectif est de détecter une transition de phase créée sur une très petite zone de l'échantillon (20 x 2 µm).

Introduction d'un wafer de silicium dans un bâti de dépôt de couches minces. Le dépôt de couche mince est une étape indispensable pour utiliser des matériaux fonctionnels dans des dispositifs. Ici, il s'agit de déposer une couche mince d'un matériau chalcogénure isolant de Mott au sein d'un empilement de couches minces, en vue de réaliser deux nouveaux dispositifs de rupture : les mémoires de Mott et les neurones artificiels de Mott.

Introduction d'une canne de mesure de la résistivité électrique d'un matériau dans un cryostat. Connaître l'évolution de la résistance électrique d'un nouveau matériau en fonction de la température est particulièrement important. Cela permet de savoir si ce matériau est un isolant électrique, un métal (bon conducteur électrique), voire même un supraconducteur (conducteur électrique parfait, résistance électrique nulle).