Soutenances de Thèses


Juin 2016
 
• Valeria Lacatena 
 
Titre : “FABRICATION AND THERMAL CONDUCTIVITY CHARACTERIZATION OF PHONONIC ENGINEERED SILICON MEMBRANES FOR THERMOELECTRIC APPLICATIONS” -  Thèse soutenue le Mercredi 1er Juin 2016 à l'IEMN.
 
Co-Encadrants : 
Stéphane MONFRAY, Ingénieur R&D, STMicroelecronics, Crolles 
Jean-François ROBILLARD, Enseignant Chercheur, IEMN, Villeneuve d’Ascq
Directeurs : 
Thomas SKOTNICKI, Directeur R&D, STMicroelecronics, Crolles
 Emmanuel DUBOIS, Directeur de recherche CNRS, IEMN, Villeneuve d’Ascq
 
  
Résumé : La thermoélectricité rencontre un intérêt croissant ces dernières années comme source d'énergie alternative pour l’alimentation de dispositifs micro- et nano- électroniques. Les matériaux thermoélectriques transforment par effet Seebeck une différence de température en énergie électrique utile. Dans les dispositifs thermoélectriques, l’énergie perdue en général sous forme de chaleur résiduelle peut ainsi être recyclée en utilisant les gradients de température existants. L'efficacité thermoélectrique dépend des propriétés électroniques du matériau et de sa conductivité thermique κ.
Le silicium présente une très bonne conductivité électrique et un coefficient Seebeck prometteur, mais sa conductivité thermique phononique limite fortement son potentiel pour des applications thermoélectriques, du moins sous forme de matériau massif. Par contre, la nanostructuration du silicium en couches minces, et a fortiori la fabrication de cristaux phononiques permet de réduire fortement la conductivité thermique. Dans ce travail, des simulations de dynamique moléculaire sont réalisées pour confirmer cette stratégie et permettre la définition d'un design optimal de membranes perforées. De plus, le travail expérimental montre différentes méthodologies de fabrication de membranes phononiques de silicium intégrées dans une plate-forme de métrologie. Plusieurs techniques de caractérisation (Electrothermique, Raman et Microscopie à sonde thermique) ont ensuite été utilisées pour déterminer la conductivité thermique des membranes. Une réduction considérable de κ est obtenue pour le silicium, permettant d’envisager l’intégration de ces membranes dans un convertisseur thermoélectrique.     
 
 
 
 
• Jonathan Lesel
 
 
"OPTIMISATION DE LA CONSOMMATION ENERGETIQUE D’UNE LIGNE DE METRO AUTOMATIQUE PRENANT EN COMPTE LES ALEAS DE TRAFIC A L’AIDE D’OUTILS D’INTELLIGENCE ARTIFICIELLE". 
Lundi 20 Juin 2016 à 10h30 à HEI – salle T217 (13 Rue de Toul – Lille). 
 
Co-Encadrants: Dr. Patrick DEBAY, HEI - Gautier CLAISSE, SIEMENS
Directeur : Benoit ROBYNS, L2EP, HEI
 
 
Résumé : En 2014, dans le cadre du Plan Climat, les pays membres de l’Union Européenne, se sont engagés à réduire de près de 27% leur consommation d’énergie.
 L’un des axes d’études concerne l’augmentation de l’efficacité énergétique des transports urbains. Cette thèse a pour objectif de proposer une méthodologie afin de réduire la consommation énergétique de lignes de métro automatique tout en intégrant les perturbations de trafic qui se produisent dans des conditions normales d’exploitation. Le principe retenu dans ces travaux est de maximiser la réutilisation de l’énergie générée lors du freinage des trains, par les autres trains présents sur la ligne. Une première partie est dédiée à la modélisation électrique d’une ligne de métro automatique et à la présentation de méthodes permettant de calculer les flux de puissances entre les trains et les sous-stations d’alimentation. Ensuite, des algorithmes d’optimisation sont introduits pour effectuer l’optimisation des paramètres d’exploitation les plus influents dans une configuration idéale n’intégrant pas les aléas de trafic. Enfin,  une méthodologie basée sur un apprentissage des données de simulation est développée dans le but de réaliser l’optimisation énergétique de la consommation en temps réel et en intégrant les perturbations de trafic. Cette dernière partie aura ainsi pour objectif de fournir une aide à la décision dans le choix des temps d’arrêts que doivent effectuer chaque train en station afin de maximiser la récupération de l’énergie issue du freinage.
 
 
 
 
 
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