Elaboration et caractérisation de composites piézoélectriques sans plomb pour capteurs et récupération de l'énergie

Les composites piézoélectriques céramique/polymère de connectivité 0-3 représentent une solution équilibrée entre performance fonctionnelle, facilité de fabrication et contraintes économiques. L'intégration de particules piézoélectriques sans plomb renforce leur pertinence dans un contexte de transition vers des technologies plus durables, en particulier pour des applications de capteurs distribués et de systèmes autonomes. Cette thèse s'inscrit dans une démarche progressive et cohérente visant à concevoir, élaborer et optimiser des composites piézoélectriques à base de polymères chargés par des poudres piézoélectriques sans plomb (exemple BT, BNT et BCTZ), en mettant en évidence l'impact de la nature des charges, de leur synergie et des interactions interfaciales sur les propriétés structurales, mécaniques, diélectriques et piézoélectriques, en vue d'applications de récupération d'énergie vibratoire dans les dispositifs flexibles. L'optimisation fine de l'architecture des composites, notamment par le contrôle de la taille, de la morphologie et de la fonctionnalisation de surface des charges, pourrait permettre d'améliorer davantage les interactions interfaciales et le couplage électromécanique. Par ailleurs, l'intégration de ces films composites dans des structures flexibles représente une voie attractive pour le développement de dispositifs portables et autoalimentés. L'exploration de composites multifonctionnels associant des réponses piézoélectriques, magnétiques et diélectriques ouvre également la possibilité de concevoir des systèmes capables de récupérer l'énergie mécanique tout en assurant des fonctions de détection avancées. Enfin, l'étude de la durabilité, du vieillissement et de l'impact environnemental de ces matériaux constituera un axe essentiel pour leur transfert vers des applications industrielles et technologiques à grande échelle. École doctorale : Ecole Doctorale Polytechnique Hauts-de-France Direction : Mohamed RGUITI Financement : Financement d'un établissement public Français