{"id":25291,"date":"2018-09-25T08:06:30","date_gmt":"2018-09-25T06:06:30","guid":{"rendered":"https:\/\/www.iemn.fr\/?p=25291"},"modified":"2018-10-23T09:34:34","modified_gmt":"2018-10-23T07:34:34","slug":"these-transducteurs-a-base-de-polymeres-conducteurs-fabrication-caracterisation-et-modelisation","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/articles-temporaires\/these-transducteurs-a-base-de-polymeres-conducteurs-fabrication-caracterisation-et-modelisation.html","title":{"rendered":"Th\u00e8se : Transducteurs \u00e0 base de polym\u00e8res conducteurs : Fabrication, Caract\u00e9risation et Mod\u00e9lisation"},"content":{"rendered":"
\n

\"\"<\/a>NGUYEN Ngoc Tan
\n<\/strong><\/h4>\n

Thesis defence
\n21\/09\/2018
\nIEMN Amphitheatre<\/p><\/blockquote>\n


\nSummary:<\/strong><\/h4>\n

Ces derni\u00e8res ann\u00e9es, les actionneurs \u00e0 base de polym\u00e8res conducteurs ioniques (poly (3,4-\u00e9thyl\u00e8nedioxythioph\u00e8ne : PEDOT) ultraminces ont surmont\u00e9 un certain nombre d\u2019obstacles en terme d\u2019int\u00e9gration qui ont permis d\u2019accro\u00eetre les applications potentielles dans les dispositifs de type microsyst\u00e8mes. Une micro-fabrication sans aucune manipulation manuelle de ces actionneurs \u00e0 tri-couches a \u00e9t\u00e9 d\u00e9montr\u00e9e. Cependant les performances m\u00e9caniques de ces actionneurs \u00e9taient limit\u00e9es pour une \u00e9ventuelle utilisation dans un microsyst\u00e8me.<\/p>\n

Le but de cette th\u00e8se a \u00e9t\u00e9 d\u2019optimiser la fabrication des transducteurs en couches minces, de caract\u00e9riser compl\u00e8tement leurs propri\u00e9t\u00e9s \u00e9lectrochimiques, m\u00e9caniques et \u00e9lectrom\u00e9caniques et de d\u00e9velopper un mod\u00e8le pour simuler leur capacit\u00e9 \u00e9lectrom\u00e9canique bidirectionnelle d\u2019actionnement et de d\u00e9tection.<\/p>\n

Dans un premier temps, des actionneurs ultra-minces \u00e0 base de PEDOT sont fabriqu\u00e9s par polym\u00e9risation en phase vapeur de 3,4-\u00e9thyl\u00e8nedioxythioph\u00e8ne associ\u00e9e \u00e0 un proc\u00e9d\u00e9 de synth\u00e8se couche par couche. La d\u00e9formation en flexion et la force g\u00e9n\u00e9r\u00e9es par ces actionneurs ont \u00e9t\u00e9 mesur\u00e9es et ont atteint respectivement 1% et 12 \u03bcN. Ceci constitue la premi\u00e8re caract\u00e9risation de micro actionneurs ioniques \u00e0 base de PEDOT fonctionnant dans l\u2019air d\u2019une \u00e9paisseur aussi faible (17 \u03bcm). Il a \u00e9t\u00e9 observ\u00e9 que la m\u00e9thode de fabrication utilis\u00e9e induisait une dissym\u00e9trie des \u00e9tats de surface de chacune des \u00e9lectrodes.<\/p>\n

Dans un second temps, les propri\u00e9t\u00e9s \u00e9lectriques, \u00e9lectrochimiques et m\u00e9caniques des micro actionneurs r\u00e9sultants ont \u00e9t\u00e9 caract\u00e9ris\u00e9es. Celles-ci incluent : la conductivit\u00e9 \u00e9lectrique et la capacit\u00e9 volum\u00e9trique, le rapport empirique d\u00e9formation\/charge et le module d\u2019Young de l\u2019actionneur en fonction de l\u2019\u00e9tat de charge de l\u2019\u00e9lectrode PEDOT. La conductivit\u00e9 ionique des \u00e9lectrodes de PEDOT et de la matrice support d\u2019\u00e9lectrolyte, le taux d\u2019amortissement et la d\u00e9formation lin\u00e9aire de l\u2019actionneur tri-couche ont \u00e9galement \u00e9t\u00e9 mesur\u00e9s.<\/p>\n

Dans un troisi\u00e8me temps, un mod\u00e8le multi-physique non lin\u00e9aire a \u00e9t\u00e9 propos\u00e9 afin de pr\u00e9dire les r\u00e9ponses en mode actionneur et en mode capteur dans ces tri-couches. Ce mod\u00e8le non lin\u00e9aire est constitu\u00e9 d\u2019un sous-syst\u00e8me \u00e9lectrique repr\u00e9sent\u00e9 par un circuit \u00e9quivalent RC, d\u2019une matrice de couplage \u00e9lectrom\u00e9canique et d\u2019un sous-syst\u00e8me m\u00e9canique d\u00e9crit en utilisant une m\u00e9thode d\u2019\u00e9l\u00e9ments finis rigides. Le mod\u00e8le propos\u00e9 a \u00e9t\u00e9 repr\u00e9sent\u00e9 en utilisant un formalisme Bond Graph et a utilis\u00e9 l\u2019ensemble des param\u00e8tres caract\u00e9ris\u00e9s. La concordance entre les simulations et les mesures a confirm\u00e9 la pr\u00e9cision du mod\u00e8le dans la pr\u00e9diction de la r\u00e9ponse \u00e9lectrochimique dynamique et m\u00e9canique non lin\u00e9aire des actionneurs. En outre, les informations extraites du mod\u00e8le ont \u00e9galement fourni un aper\u00e7u des param\u00e8tres critiques des actionneurs et de leur incidence sur l\u2019efficacit\u00e9 de l\u2019actionneur, ainsi que sur la distribution de l\u2019\u00e9nergie : l\u2019\u00e9nergie dissip\u00e9e, stock\u00e9e et transf\u00e9r\u00e9e. Ce sont les param\u00e8tres cl\u00e9s pour concevoir, optimiser et contr\u00f4ler le comportement d\u2019actionnement d\u2019un actionneur tri-couche.<\/p>\n

Enfin, un mod\u00e8le lin\u00e9aire \u00e9lectrom\u00e9canique bidirectionnel a \u00e9t\u00e9 introduit pour simuler la capacit\u00e9 de d\u00e9tection du transducteur. La simulation correspond de mani\u00e8re coh\u00e9rente aux r\u00e9sultats exp\u00e9rimentaux dans les domaines de fr\u00e9quence et de temps d\u2019un d\u00e9placement d\u2019entr\u00e9e sinuso\u00efdal<\/p>\n

Les mod\u00e8les propos\u00e9s sont prometteurs pour la conception, l\u2019optimisation et le contr\u00f4le de futurs dispositifs microsyst\u00e8mes souples pour lesquels l\u2019utilisation de transducteurs en polym\u00e8re devrait \u00eatre essentielle.<\/p>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n

JURY :<\/strong><\/h4>\n

\u2013 M. Alejandro A. FRANCO, Professeur des Universit\u00e9s, UPJV\/ CNRS UMR 7314, Amiens.<\/p>\n

\u2013 M. Herbert SHEA, Professeur l\u2019Universit\u00e9 de EPFL, Neuch\u00e2tel.<\/p>\n

\u2013 M. Edmond CRETU, Professeur de l\u2019Universit\u00e9 de Colombie Britannique, Vancouver<\/p>\n

\u2013 M. Mu CHIAO, Professeur de l\u2019Universit\u00e9 de Colombie Britannique, Vancouver<\/p>\n

\u2013 Mme. Ludivine FADEL, Professeur des Universit\u00e9s, IMS UMR 5218, Talence<\/p>\n

\u2013 M. \u00c9ric CATTAN, Professeur des Universit\u00e9s, UPHF \/ IEMN, Valenciennes<\/p>\n

\u2013 M. S\u00e9bastien GRONDEL, Professeur des Universit\u00e9s, UPHF \/ IEMN, Valenciennes<\/p>\n

\u2013 M. John D.W. MADDEN, Professeur de l\u2019Universit\u00e9 de la Colombie Britannique, Vancouver<\/p>\n

\u2013 M. C\u00e9dric PLESSE, Ma\u00eetre de conf\u00e9rences HDR, LPPI, Cergy Pontoise, Invit\u00e9<\/p>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n

 <\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

NGUYEN Ngoc Tan Defense de th\u00e8se 21\/09\/2018 Amphith\u00e9\u00e2tre IEMN Abstract: In recent years, actuators based on ultrathin ion-conducting polymers (poly (3,4-ethylenedioxythiophene: PEDOT) have overcome a number of obstacles in terms of integration that have increased potential applications in microsystem-type devices. Micro-fabrication without manual handling [...]<\/p>","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[187,36],"tags":[],"class_list":["post-25291","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-annonces-these","category-articles-temporaires"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/25291","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=25291"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/25291\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=25291"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=25291"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=25291"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}